環(huán)境巖土工程課件

環(huán)境巖土工程

（GeoenvironmentalEngineering）環(huán)境巖土工程

（GeoenvironmentalEngi1教材：環(huán)境巖土工程學(xué)概論．繆林昌，劉松玉．北京：中國建材工業(yè)出版社主要參考書：1、環(huán)境巖土工程．周健，劉文白，賈敏才．北京：人民交通出版社，2004.92、城市環(huán)境巖土工程．羅國煜等著．南京：南京大學(xué)出版社，2000.12教材：2課程基本要求：1、掌握基本理論和方法，了解研究前沿。2、廣泛查閱文獻(xiàn)，跟蹤研究成果。課程考核及成績評定方法：成績評定由平時(shí)成績和專題讀書報(bào)告成績綜合評定，其中平時(shí)成績30％，讀書報(bào)告成績占70％。課程基本要求：1、掌握基本理論和方法，了解研究前沿。2、廣泛3第1章緒論第2章城市固體廢棄物的工程性質(zhì)及其污染形式第3章地下水污染運(yùn)移模型第4章填埋場的調(diào)查與評價(jià)第5章城市固體廢棄物的傳統(tǒng)處置方法第6章現(xiàn)代衛(wèi)生填埋場的設(shè)計(jì)與計(jì)算第7章放射性有害廢物的處理第8章人類工程活動(dòng)造成的環(huán)境巖土工程問題第9章大環(huán)境巖土工程問題第10章固體廢物利用課程主要內(nèi)容第1章緒論課程主要內(nèi)容4基本要求：了解環(huán)境巖土工程的誕生與發(fā)展，主要研究內(nèi)容，及其在土木、城建工程中的重要性。了解環(huán)境巖土工程的學(xué)科特點(diǎn)、學(xué)習(xí)要求和學(xué)習(xí)方法。

第一章緒論基本要求：第一章緒論51、環(huán)境巖土工程學(xué)的發(fā)展2、環(huán)境巖土工程學(xué)的基本概念3、環(huán)境巖土工程學(xué)研究的內(nèi)容和分類4、環(huán)境巖土工程學(xué)的研究現(xiàn)狀1、環(huán)境巖土工程學(xué)的發(fā)展6當(dāng)今世界環(huán)境面臨的十大突出問題：（1）大氣污染；（2）溫室效應(yīng)加??；（3）臭氧層減少；（4）土地退化和沙漠化；（5）水資源短缺；（6）海洋環(huán)境污染惡化；（7）綠色屏障銳減；（8）生物種類減少；（9）垃圾成災(zāi)；（10）人口增長過快。環(huán)境巖土工程學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，人類活動(dòng)對環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響漸漸凸現(xiàn)：環(huán)境污染和生態(tài)破壞。當(dāng)今世界環(huán)境面臨的十大突出問題：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科7(1)大氣污染(1)大氣污染8(2)溫室效應(yīng)加劇(2)溫室效應(yīng)加劇9環(huán)境巖土工程ppt課件10環(huán)境巖土工程ppt課件11(3)地球臭氧層減少(4)土地退化和沙漠化(3)地球臭氧層減少(4)土地退化和沙漠化12(5)水資源短缺(5)水資源短缺13環(huán)境巖土工程ppt課件14環(huán)境巖土工程ppt課件15(6)海洋環(huán)境污染惡化(6)海洋環(huán)境污染惡化16環(huán)境巖土工程ppt課件17（7）“綠色屏障”銳減（7）“綠色屏障”銳減18（8）生物種類不斷減少目前地球上物種的滅絕速率是人類活動(dòng)之前的100到1000倍。按照中等范圍的全球氣候變暖情形，到2050年，占地球陸地表面積20%的區(qū)域中，有15%~37%的物種注定消亡。（8）生物種類不斷減少19環(huán)境巖土工程ppt課件20（9）垃圾成災(zāi)（9）垃圾成災(zāi)21（10）人口增長過快

（10）人口增長過快22南極生物糞中的666、DDT

(EnvironmentalPollution,2003,inpress)a①②②②⑥⑤①②②②③④⑤b羽毛肌肉大腦肝糞脂肪蛋羽毛糞肌肉大腦肝蛋血液脂南極生物糞中的666、DDT

(Environmental23人與自然和諧相處對自然的敬畏感(尊天敬地)建設(shè)者就是破壞者

人與自然和諧相處對自然的敬畏感(尊天敬地)24環(huán)境巖土工程ppt課件25目前國外對環(huán)境巖土工程的研究主要集中在垃圾土、污染土的性質(zhì)、理論及控制等方面。國內(nèi)對此問題的研究更加廣泛，研究內(nèi)容在以上領(lǐng)域的基礎(chǔ)上有較大擴(kuò)展，目前涉及的問題可以分為兩大類：第一類：大環(huán)境問題第二類：小環(huán)境問題目前國外對環(huán)境巖土工程的研究主要集中在垃圾土26大環(huán)境問題：指人類與自然環(huán)境之間的共同作用問題。主要由自然災(zāi)害引起，如地震災(zāi)害、土壤退化、洪水災(zāi)害、溫室效應(yīng)等。小環(huán)境問題

指人類的生活、生產(chǎn)和工程活動(dòng)與環(huán)境之間的共同作用問題。主要由人類自身引起，如城市垃圾、工業(yè)廢水、廢液、廢渣等有毒廢棄物對生態(tài)環(huán)境的影響。工程建設(shè)如打樁、強(qiáng)夯、基坑開挖、盾構(gòu)施工、抽汲地下水等對周圍環(huán)境的影響。大環(huán)境問題：27大環(huán)境巖土工程中的主要問題

1．地震災(zāi)害2．土壤退化3．洪水災(zāi)害4．溫室效應(yīng)5．水土流失

大環(huán)境巖土工程中的主要問題1．地震災(zāi)害28地震地震29環(huán)境巖土工程ppt課件30日本新瀉1964年地震時(shí)砂土液化影響。這些設(shè)計(jì)為抗震的建筑物傾斜而未受損壞。

日本新瀉1964年地震時(shí)砂土液化影響。這些設(shè)計(jì)為抗震的建筑物311985年墨西哥大地震中，大部分建筑倒塌。

1985年墨西哥大地震中，大部分建筑倒塌。32亞美尼亞城在1988年地震中幾乎被完全摧毀。

亞美尼亞城在1988年地震中幾乎被完全摧毀。33地震后站在廢墟上的印度小女孩。

地震后站在廢墟上的印度小女孩。341976年舊危地馬拉城在地震后的廢墟。

1976年舊危地馬拉城在地震后的廢墟。35火山噴發(fā)視頻火山噴發(fā)視頻36環(huán)境巖土工程ppt課件37環(huán)境巖土工程ppt課件38洪澇、酸雨、海水入侵海嘯海嘯是一種災(zāi)難性的海浪，通常由震源在海底下50千米以內(nèi)、里氏震級6.5以上的海底地震引起。水下或沿岸山崩或火山爆發(fā)也可能引起海嘯。在一次震動(dòng)之后，震蕩波在海面上以不斷擴(kuò)大的圓圈，傳播到很遠(yuǎn)的距離，正象卵石掉進(jìn)淺池里產(chǎn)生的波一樣。海嘯波長比海洋的最大深度還要大，軌道運(yùn)動(dòng)在海底附近也沒受多大阻滯，不管海洋深度如何，波都可以傳播過去。

洪澇、酸雨、海水入侵海嘯海嘯是一種災(zāi)難性的海浪39環(huán)境巖土工程ppt課件40環(huán)境巖土工程ppt課件41環(huán)境巖土工程ppt課件42沙漠化

沙漠化43環(huán)境巖土工程ppt課件44水土流失水土流失45小環(huán)境巖土工程中的主要問題

1．各類工程活動(dòng)引起的若干環(huán)境巖土工程問題2．過量抽汲地下水引起的地面沉降3．采礦對環(huán)境的影響4.固體廢物處理、填埋場設(shè)計(jì)5…小環(huán)境巖土工程中的主要問題1．各類工程活動(dòng)引起的若干環(huán)境巖46武警戰(zhàn)士正用黃沙填堵凹陷的地面

2003年7月2日凌晨，上海地鐵四號線發(fā)生地面沉陷事故，樓房倒塌，外灘防汛墻被破壞。武警戰(zhàn)士正用黃沙填堵凹陷的地面2003年7月2日凌晨，上海47江蘇張家港市地面沉降造成井臺(tái)抬升，水井報(bào)廢。江蘇張家港市地面沉降造成井臺(tái)抬升，水井報(bào)廢。48西安地裂縫造成房屋和城墻開裂西安地裂縫造成房屋和城墻開裂49遼寧撫順煤礦采礦塌陷破壞交通干線遼寧撫順煤礦采礦塌陷破壞交通干線50環(huán)境巖土工程ppt課件51過度開采地下水引起的地面沉降使威尼斯下沉，慢慢淹掉具有建筑藝術(shù)的寶庫。

過度開采地下水引起的地面沉降使威尼斯下沉，慢慢淹掉具有建筑藝52地質(zhì)災(zāi)害六種類型地面沉降地裂縫地面塌陷泥石流滑坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害六種類型地面沉降地裂縫地面塌陷泥石流滑坡崩塌53環(huán)境巖土工程ppt課件54問題:滲濾液的處理技術(shù)有難度，達(dá)不到理想的處理效果。問題:滲濾液的處理技術(shù)有難度，達(dá)不到理想的處理效果。55環(huán)境巖土工程ppt課件56發(fā)展現(xiàn)狀：國外從20世紀(jì)60、70年代開始，美德英日等率先開展固體廢物及其污染情況的調(diào)查研究和治理。制定了相應(yīng)法規(guī)。70年代后，發(fā)展中國家如墨西哥、馬來西亞、新加坡等相繼立法。國內(nèi)80年代前對固體廢物的管理基本無序。90年代初政府開始重視這一問題，立法并開展相關(guān)研究工作。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1993年全國工業(yè)固體廢物達(dá)6.2億噸，排放量2000萬噸，入江海1000萬噸。目前全國工業(yè)固體廢物存量達(dá)59.2億噸，占地5.5萬平方公里，占用農(nóng)田3700平方公里。1993年統(tǒng)計(jì)，全國城市生活垃圾清運(yùn)量1.2億噸/d。發(fā)展現(xiàn)狀：57制定法律法規(guī)：《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》1996年4月1日施行制定法律法規(guī)：58環(huán)境巖土工程學(xué)的基本概念：1、地球是一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)；2、地球是適合人類居住的，但資源有限；3、物質(zhì)演變通貫整個(gè)地質(zhì)年代，正在改變未來。演變進(jìn)程的量和頻率受自然和人為的誘發(fā)支配。4、自然不斷演化，經(jīng)常危害人類，但災(zāi)害是可以認(rèn)識和可能躲避的，必須采取措施主動(dòng)防范。5、土地和水資源一定要有計(jì)劃地、合理地平衡利用。6、人類人口無計(jì)劃增長也屬于環(huán)境問題。環(huán)境巖土工程學(xué)的基本概念：59觀念1，地球本質(zhì)上是一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)。地球是由大氣圈、水圈、生物圈的巖石圈四部分組成的整體，在變化的條件下，任何一部分都在不斷地改變。而一部分控制著另一部分，它們是相互制約，相互調(diào)整的，相互之間共同作用。觀念1，地球本質(zhì)上是一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)。60環(huán)境巖土工程ppt課件61環(huán)境巖土工程ppt課件62

巖石圈內(nèi)地質(zhì)循環(huán)的速率

巖石圈內(nèi)地質(zhì)循環(huán)的速率63

觀念2地球是人類合適的棲息地，但它能提供的資源是有限的。地球上的資源并非很豐富；相反人口不斷增長造成資源的相對缺乏。第一是人的壽命延長，無計(jì)劃生育等造成人口爆炸；第二是不切實(shí)際地盲目增加生產(chǎn)造成資源浪費(fèi)；第三地球的礦產(chǎn)接近極限；第四環(huán)境不可逆的破壞造成的風(fēng)險(xiǎn)越來越大；觀念2地球是人類合適的棲息地，但它能提供的資源是有64珍妮·路易絲·卡爾梅特的法國老太太，她活了122年零164天。令科學(xué)家感興趣的是，人的自然壽命上限究竟是多少？珍妮·路易絲·卡爾梅特的法國老太太，她活了122年零164天652006年11月《探索》愛達(dá)荷大學(xué)生物學(xué)系的史蒂芬·奧斯塔德預(yù)測，到2150年，人類壽命將可能超過150歲。伊利諾伊大學(xué)芝加哥公共衛(wèi)生學(xué)院的杰伊·奧士安斯基認(rèn)為，130歲將會(huì)是人類壽命的上限。

2006年11月《探索》66正常人到底能活多少年？細(xì)胞分裂次數(shù)與分裂周期測算法認(rèn)為，人類壽命是其細(xì)胞分裂次數(shù)與分裂周期的乘積。自胚胎期開始，細(xì)胞分裂50次以上，分裂周期平均為2.4年，從而推算出人類壽命至少是120歲。性成熟期測算法推算，人類的自然壽命應(yīng)為112～150歲。生長期測算法推算，人類的自然壽命為100～175歲。懷孕期測算法推算，人類的自然壽命最高可達(dá)167歲。以上4種方法推算的結(jié)果表明，人類正常的自然壽命都應(yīng)該在100歲以上。

正常人到底能活多少年？67

觀念3物質(zhì)演變過程是通貫整個(gè)地質(zhì)年代起作用演變進(jìn)程(量和頻率)受自然和人為誘發(fā)、支配。研究今天可推測未來；知道過去可以更好了解今天；可持續(xù)發(fā)展。觀念3物質(zhì)演變過程是通貫整個(gè)地質(zhì)年代起作用演變進(jìn)程(68觀念4自然在不斷地演化，而且經(jīng)常危害著人類；但是，這些災(zāi)害是可以認(rèn)識和可能躲避的。這種威脅生存的災(zāi)害，人類必須設(shè)法降低到最小的限度。觀念4自然在不斷地演化，而且經(jīng)常危害著人類；但是，這些災(zāi)害69環(huán)境巖土工程ppt課件70觀念6人類人口無計(jì)劃地增長

人類的活動(dòng)應(yīng)對環(huán)境保護(hù)負(fù)有責(zé)任，但無計(jì)劃的增長對環(huán)境的影響是十分明顯的。人口大量增長，人類的居住空間大量膨脹，對自然界的索取也越來越多。觀念5土地和水的資源需有計(jì)劃地利用。觀念6人類人口無計(jì)劃地增長觀念5土地和水的資源需有計(jì)劃地71環(huán)境巖土工程ppt課件72人口增長與物種消亡

人口增長與物種消亡73環(huán)境巖土工程學(xué)研究的內(nèi)容和分類環(huán)境巖土工程學(xué)研究是應(yīng)用巖土工程的概念進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的一門學(xué)科。其內(nèi)容可以分為三大類：1、環(huán)境工程。主要指用巖土工程的方法來抵御天災(zāi)引起的環(huán)境問題。如沙漠化、洪水、滑坡、泥石流、地震、海嘯等，也就是大環(huán)境問題。2、環(huán)境衛(wèi)生工程。用巖土工程方法來抵御各種化學(xué)污染引起的環(huán)境問題。如城市各種廢棄物的處理，污泥的處理等。3、人類工程活動(dòng)引起的環(huán)境問題。如在密集建筑群中打樁，擠土、振動(dòng)、噪聲對周圍環(huán)境的影響；地下隧道掘進(jìn)時(shí)對地面建筑物的影響；采礦對環(huán)境影響；抽汲地下水引起地面沉陷；三峽工程。環(huán)境巖土工程學(xué)研究的內(nèi)容和分類74環(huán)境巖土工程學(xué)科特點(diǎn)(1)多學(xué)科性環(huán)境巖土工程涉及巖土力學(xué)與巖土工程、衛(wèi)生工程、環(huán)境工程、土壤學(xué)、地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)、水文地球物理、地球化學(xué)、工程地質(zhì)、植物學(xué)、采礦工程以及農(nóng)業(yè)工程等諸多學(xué)科。隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，人們已清楚地認(rèn)識到在地表以下比地面以上存在著更多的生物體，并且土性的許多重要方面都與生物現(xiàn)象相關(guān)。目前，在邊坡防護(hù)工程中應(yīng)用植物護(hù)坡的“綠色巖土工程”理念，已經(jīng)得到越來越多的認(rèn)可，并且建立了根系與土體作用定量關(guān)系的力學(xué)模型，植物根系作為一種可變形錨固體的、生態(tài)加固土體漸進(jìn)變形破壞思想正在逐步確立。巖土工程與微生物學(xué)、植物學(xué)的這種融合是傳統(tǒng)的巖土工程所不曾涉及的。環(huán)境巖土工程學(xué)科特點(diǎn)75(2)法律約束性由于涉及到環(huán)境問題，因此環(huán)境巖土工程要受到各種法規(guī)的制約。如美國就有20多項(xiàng)法規(guī)與環(huán)境巖土工程有關(guān)，法律法規(guī)對我們做什么和怎么做具有很大的影響。此外，環(huán)境巖土工程的工作進(jìn)程和技術(shù)方法常受到律師和合約人的制約，有時(shí)因環(huán)境保護(hù)法規(guī)和公眾的抗議使工程方案不得不變更。(2)法律約束性76(3)公眾參與性不像傳統(tǒng)的巖土工程，環(huán)境巖土工程有更多的公眾參與。大型工程的建設(shè)、污染等問題就是公眾很敏感的論題，因此需要特殊的研究方法和治理措施相配套。最典型的例子就是美國B.埃弗雷特.喬丹水庫和水壩，議員、軍方、專家、公眾等方方面面曠日持久的爭論，為這個(gè)水庫建設(shè)蒙上了陰影。北京的圓明園整治中的塑料膜的鋪設(shè)、云南怒江水電的開發(fā)等都因?yàn)楣姷膮⑴c而不得不進(jìn)行更進(jìn)一步的論證。四川省的一位叫魯家果的專家上書溫家寶總理，對南水北調(diào)西線提出了自己的見解，引起了高層的高度重視。(3)公眾參與性77(4)對工程師的環(huán)境倫理提出了更高的要求除了專業(yè)技術(shù)知識外，環(huán)境巖土工程的從業(yè)者還必須具有較高的道德和倫理要求?！睹绹聊竟こ處焻f(xié)會(huì)倫理規(guī)范》就要求：工程師“要運(yùn)用他們的知識和技能來提高人類福利和保護(hù)環(huán)境”，“應(yīng)當(dāng)堅(jiān)定地堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展原則，保護(hù)環(huán)境，從而提高大眾的生活質(zhì)量”。(4)對工程師的環(huán)境倫理提出了更高的要求78(5)高成本性環(huán)境巖土工程的費(fèi)用比較高，利益和成本比與傳統(tǒng)的巖土工程相比常常低得多。對于諸如三峽大壩、西氣東輸、西電東送、南水北調(diào)等大型工程，人們不得不采取更多的措施來減少工程活動(dòng)對環(huán)境的影響，由此必然帶來成本的提高。(5)高成本性79