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关键词：环境岩土工程研究
随着经济和、工业的迅速发展，人们越来越意识到人类活动对环境产生的两个负面影响：环境污染和生态破坏。因此，应运产生了一门新兴学科——环境岩土工程学。它既是一门应用性的工程学，又是一门社会学。它把技术和政治、经济和文化相结合的跨学科的新型学科。
1.环境岩土工程定义
环境岩土工程（EnvironmentalGeotechnology）一词，源自1986年4月美国宾州里海大学土木系美籍华人方晓阳教授主持召开的第一届环境岩土工程国际学术研讨会，并在其著名的“IntroductoryRemarksonEnvironmentalGeotechnology”论文中，将环境岩土工程定位为“跨学科的边缘科学，覆盖了在大气圈、生物圈、水圈、岩石圈及地质微生物圈等多种环境下土和岩石及其相互作用的问题”，主要是研究在不同环境周期（循环）作用下水土系统的工程性质。
2.环境岩土工程研究的内容及分类
环境岩土工程是研究应用岩土工程的概念进行环境保护的一门学科。这是一门跨学科的边缘学科，涉及面很广，包括：气象、水文、地质、农业、化学、医学、工程学等等。
环境岩土工程研究的内容大致可以分为三类：
(1)环境工程。主要指用岩土工程的方法来抵御由于天灾引起的环境问题。例如：抗沙漠化、洪水、滑坡、泥石流、地震、海啸等。这些问题通常泛指为大环境问题。
(2)环境卫生工程。主要指用岩土工程的方法抵御由于各种化学污染引起的环境问题。例如城市各种废弃物的处理、污泥的处理等。
(3)人类工程活动引起的一些环境问题。例如在密集的建筑群中打桩时，由于挤土、振动、噪声等对周围居住环境的影响；深基坑开挖时，降水和边坡位移等。
3.环境岩土工程研究中基本观点及研究方法
3.1基本观点
(1)岩土实践的范围是地球表层,而地球对于宇宙来讲是一个子系统,它的变化受其他子系统的影响,它们之间有物质和能量的交换,是一个开放的系统;
(2)资源是有限的。我们只有一个地球,并且随着人口的增长,资源与人口相比越来越小,所以我们应实施可持续发展战略,而不能盲目地掠夺式地利用,以防止对环境造成不利的影响;
(3)人类无计划的活动会毁灭人类自身;
(4)自然界在不断地变化,有一些直接危害人类,反过来人类要避开危害,就必须采取措施;
(5)虽然岩土工程曾带来一些消极影响,但它是由于人类认识上的片面性和历史的局限性造成的,
所以从理论上讲,所有的环境岩土工程问题是可以解决的,但它依赖于人们环境意识的提高,岩土工程技术的进步和法制建设的健全。
3.2研究方法
环境岩土工程是一个系统工程。它涉及许多学科领域,所以在研究中应从学科间的交叉处着眼,以辩证的观点分析和解决问题。其次,应用岩土工程的观点去改善环境,使其更符合人类的生存需求。
4.环境岩土工程与相关学科的关系
与环境岩土工程相关的学科有:工程地质学、岩土力学、岩土工程学、地质工程、环境工程地质学。
工程地质学的基础理论是地质学,指导它的理论主要是自然历史观1它的基本理论是认为地质成因和演化过程决定地质体的工程特性,相应地在研究方法上就是从地质体局部特性的研究,探索地质体在生成时的地质环境以及形成地质体的地质作用和演化过程,从而在整体上认识和把握地质体的组成和结构以及发育规律,并进一步探讨和预测它在工程建筑物作用下的表现和工程行为。
工程地质学的服务对象完全是人为设计,人为施工的建物。这一应用性决定了工程地质学的边缘性、交叉性和综合性等特性。所谓边缘性指它处在地质学科的外层,位于和工程学科接壤的部位。所谓交叉性表明在它的学科发展中不断吸收工程学科的理论、概念和方法,并和地质学结合起来。所谓综合性是指工程地质学的目标是解决问题,它是借助于地质学各基础学科的成就来综合地工作的.
岩土力学、岩土工程和工程地质学在研究对象和目标上有很大的相同之处,是密切相邻的学科。但是岩土力学属于力学学科的边缘,而岩土工程属于工程学科的边缘1虽然对岩土的地质认识是建立岩土力学模型和本构关系的重要基础,但岩土力学更偏于模型及建模后的力学研究。岩土工程是将岩土作为工程结构物的一部分工程学科。不过岩土力学和岩土工程与其他的力学或工程学科相比,需要更多地质学科的支持,或者说更需要与地质学科的结合。
5.环境岩土工程的研究现状
20世纪50-60年代公害事件的显现，人们不断探索，反思，并已取得了基本的共识。目前国外对环境岩土工程的研究主要集中于垃圾土、污染土的性质、理论与控制等方面，而国内则在此基础上有较大的扩展，就目前涉及的问题来分，可以归纳为两大类：第一类是人类与自然环境之间的共同作用问题。这类问题的动因主要是由自然灾变引起的。例如地震灾害、土壤退化、洪水灾害、温室效应等。这些问题通常称为大环境问题。第二类是人类的生活、生产和工程活动与环境之间的共同作用问题。它的动因主要是人类自身。例如城市垃圾、工业生产中的废水、废液、废渣等有毒有害废弃物对生态环境的危害；工程建设活动如打桩、强夯、基坑开挖、盾构施工对周围环境的影响；过量抽汲地下水引起的地面沉降等等。有关这方面的问题，统称为小环境问题。
6.环境岩土工程的发展展望
20世纪90年代后，我国进入了大规模工程建设时期。从沿海地区开始，逐步向内陆扩展，高层建筑、地铁、道路交通、隧道等等的建设以及城市化进程步伐的加快向环境岩土工程不断提出新的挑战。同时，自然环境的变化，地震、洪涝灾害的频频发生，温室效应的加剧，水土流失，土壤退化等大环境问题，也引发了一系列新的环境岩土工程问题。相对发达国家来说，我国的岩土工程工作者面临更为艰巨的任务。一方面，我国正处于大规模工程建设时期，有许多工程问题需要解决;另一方面，基于可持续发展要求，我们面临严峻的环境保护与治理工作。在环境岩土工程问题上，未来几年应重点研究并解决下面几个问题。其中，西部问题，包括生态环境建设与保护区域稳定性与地下工程。东部问题，包括大城市地面变形不稳定性、悬河化水资源、水环境等。在一些应用方面还急需解决的问题如下：卫生填埋场的设计问题;大规模工程建设的区域环境岩土工程问题评估;城市施工影响环境岩土工程问题;岩土工程手段在环境的治理中的应用等。
参考文献：
[1]缪林昌刘松玉环境岩土工程学概论北京:中国建材工业出版社2005
[2]方江华等对环境岩土工程几个问题的探讨岩土力学2005年第4期
土以碎散的颗粒为骨架，由固、液、气三相物质组成；在其由岩石风化的生成、搬运和沉积过程中几经沧桑，形成了不同于其他材料的复杂的力学性质，而不同时空条件下土的性状也各不相同。所以尽管已提出的土的本构关系理论数学模型不下百种，动用了传统力学和现代力学的各种理论和手段，但是到目前为止，还没有一种为人们所公认的，能够准确、全面反映各种土的应力应变关系的数学模型。是否存在这样的模型也是值得怀疑的。
在计算机和计算技术基础上发展起来的，以有限元为代表的数值计算是解决边值问题的强有力的手段。当用来计算弹性体时其精确程度令人叹为观止。其计算结果与光弹试验结果毫厘不差，结果光弹试验很快被废止。土是碎散材料，而在一般数值计算中首先被假设为连续体，然后被离散化，假设各单元间的结点位移协调，计算土体的应力变形关系。这常常不能反映土的变形的微观机理。以DDA（DiscontinuousDeformationAnalysis）为代表的离散单元计算方法在计算某些农产品（如谷类）和工业零件（如滚珠）时是相当成功的。以至被称为“数值试验”可以精确地代替模型试验。在定性地探索土的变形的微观机理时，也是很有价值的。但是用以描述由不同尺寸、不同形状、不同矿物成分的颗粒组成的土，反映不同三相成分及其物理、化学和力学的相互作用，即使是可能，恐怕也是相当遥远的事。
数学模型和数值计算预测的另一个难点是土的参数的选取，它受到取样(制样)和试验手段的限制。原状土在取样过程中不可避免地受到扰动和发生应力释放，会破坏其结构性。即使是重塑土试样，制样的方式、器具和操作程序的差别也严重影响试验的结果。另一方面，目前使用的土工试验仪器也存在局限性。以真三轴仪为例，由于边界之间的干扰，试样的应力和应变的均匀是很难保证的。
在对地基和土工建筑物的探测方面，土层的时空变异及人类活动给勘探测试及其结果的判释造成困难。除此以外，岩土工程中的复杂边界条件和施工过程中的诸多因素也严重影响工程的实际结果。
在我国每年发表和撰写了大量的论文和报告，提出了各种理论、模型、计算方法、计算程序和技术手段，常常伴以试验或者实测数据的验证，其结果也常常是“符合得很好”。自己的试验或观测证实了理论或者方法的完美，正是：“各夸自家颜色好，百花园中各称王。”这种结果的可信性很值得怀疑。笔者在评阅一些论文和成果时，对于那些二者符合得完美到天衣无缝的图与曲线，常常怀有很大的不信任感；而对于存在相当差别，甚至坦率地承认预测的不成功的情况，则是完全理解的。可惜后者较少。
近年来，主要在国外进行了多次的“考试”或者“竞赛”活动：首先委托一个（或几个）单位进行所谓的“目标试验”，亦即需要预测或者预算的试验或实例。其结果是保密的，或者预测前不做试验，预测以后在试验。事先公布有关的土的一般资料、基本试验的数据（为确定有关参数）和目标试验的应力（应变）路径。在全世界或者一定范围征求参赛者（参加目标试验的人不参赛）。全部预测结果上交以后，公布试验结果。一般是召开研讨会，评估或者评分。参赛者也常常进行申辩和总结。这是一种客观、公正和有权威性的检查比较方式。也是推动岩土工程发展的十分有益的活动和手段。它使我们认识到在岩土工程领域，我们的认识能力和预测能力到底有多高。
试验方法和设备的检验比较
1.不同仪器的相同试验的检验
1982年在法国Grenoble召开的“土的本构关系国际研讨会”上①，用剑桥式的立方体真三轴仪分别由德国的Karlsrube大学和法国的Grenoble大学对同样的砂土和粘性土进行复杂应力路径和应变路径的真三轴试验，两份试验结果是存在着差别的。由于使用的仪器与土料都是相同的，差别主要源于操作方法和技巧。
1987年在美国克里夫兰召开的“非粘性土的本构关系国际研讨会”上②，利用美国Case大学的空心圆柱扭剪仪和法国Grenoble大学的剑桥式立方体真三轴仪进行砂土的相同应力路径的试验。试验内容包括：
(1)b＝不同常数的不同密度两种砂土的真三朝试验；其中，b=（σ1-σ2）／（σ1-σ3）
(2)在π平面上应力路径为圆周（两周）的的真三轴试验。
（b=常数的真三轴试验与空心圆柱试验的比较）表示了对于Hostun密砂（干密度ρd＝1.65g/cm3）在b＝不同常数，中主应力ρ2=500kPa保持不变，用两种仪器试验得到的轴向应力与轴向应变关系曲线，轴向应变和体应变的关系曲线。可见在b=0和0.28时，不同仪器试验结果的差别是很大的。但是在评价它们时，主持者说：对于轴应变，除了0.286的结果很差（verypoor）以外，其他的曲线符合的很好(verywell)；（b.体应变εv与轴向应变εz间试验曲线）的曲线认为符合得很优良（excellent）。对比我们的一些论文中理论与实际曲线二者丝丝入扣的符合，就显得很不真实。在这两个试验中试样的破坏形态也有很大不同：空心圆柱试样发生颈缩；立方体试样产生V形的剪切带。这些差别可能是由于试样的制样方法不同，试样中的实际应力分布不同和试验中的边界条件不同引起的。
2.土工离心机模型试验
1986年由欧洲共同体资助，发起“土工离心机的合作试验”③。参赛者有三家：英国的剑桥大学、法国的道桥中心研究室和丹麦的工程院。试验的内容是模拟饱和砂土地基上的圆形浅基础的承载力和荷载—沉降关系。试验土料统一为巴黎盆地天然沉积的一种均匀石英细砂。模型地基的孔隙比规定为e=0.66(相对密度Dr=86％)，规定圆形基础的模型尺寸为直径D=56.6mm,离心加速度＝28.2g，基底完全粗糙。此前，由丹麦岩土研究所对于这种土进行了物性试验和三轴试验，其结果公布于众。要求荷载—沉降关系表示成无量纲的变量q/γˊnb-s/b公关系曲线。
其中：
q=基础上施加的荷载(kPa)
γˊ=乙土的浮容重(kN-m3)
n=重力加速度水平，即模型比尺
b=模型基础的尺寸(m)
s=基础的中心垂直沉降(m)
同时也进行了相同条件下的现场载荷试验，以便与模型试验结果对比。
这三家使出了浑身解数，精心制样、安装、运转和量测，反复摸索，反复校验，校正各种参数和影响因素。剑桥大学还在离心机上作了静力触探试验。最后，剑桥大学提交了一组试验结果，另外两家按要求给出了一条曲线。图2（圆形天然浅基础的试验荷载-沉降关系曲线）表示了其试验结果，其中剑桥大学是笔者选取的最接近于要求的条件的试验结果(e＝0.664)。
可见，这种世界先进水平的土工离心模型试验的误差在±30%以上。值得提出的是，这是一种条件非常简单明确的模型试验。而现场的工程实际情况的条件和影响因素远比这复杂。在这个试验中，加载速率、模型地基砂的密度、制样方法和运行程序对试验结果都有影响。例如剑桥大学的试验表明，砂土的孔隙比变化0.01（相当于相对密度变化3％），则其承载力变化18％，如图3（地基承载力与模型地基孔隙比间关系—剑桥大学试验结果）所示。而由于模型地基是先制样，后运转，保证地基内砂土处处均匀，孔隙比误差在0.01范围内是有较大难度的。
3.单桩的动测法的考试
1992年在荷兰海牙进行了一次动测桩的“考试”④。在第一轮，10根预制桩预先被沉入地基，桩径250mm，桩长18m（7#桩17m）。要求测出其预制的“缺陷”。其中一根桩完整无缺；其余的9根桩各有缺陷：颈缩、扩径和在不同部位的10mm宽，130mm深的刻槽。事先由特尔夫公司进行了地基勘察，将土层资料公布于众。有12家具有国际声誉的公司参赛，用小应变动测法检测。结果是：平均测对4根；最多对7根，最少对两根。没有一家测出那根完整无损的桩。他们认为对于只有10mm宽的缺痕很难分辨。
第二轮是沉入11.5m-19m长的5根桩，然后用静载荷试验测出极限承载力。10家公司用大应变动测法测试其极限承载力。其结果也不乐观。比如，由静载试验为340kN的一根桩，各家给出的结果分布在90kN-510kN的范围。
4.堤防隐患检测的“大比武”
我国目前有各类堤防25万公里，很多已具有几百年的历史。是民堤逐年加高培厚或者在汛期抢修形成的。地质条件及堤身土料和质量千差万别，隐患很多。1998年洪水期间发生的许多险情和决口都是由于渗透通道形成的管涌和蚁穴鼠洞、裂隙异物和局部疏松土体等造成的。为此水利部和防汛办于1999年3月在湖南宜阳召开了“堤防隐患综合检测技术检验会”也北被称为“大比武”。
有我国的十几家科研院所、大专院校和少数厂家（包括美国的劳雷公司）参加。检测堤段位于宜阳的一段废堤上。每个参赛的检测方法负责200米堤段，时间是两小时。几处“隐患”是事先人工布置的，埋设了稻草、钢管，模拟蚁穴和鼠洞。一般在两米深范围内。人们使用的测试手段包括：高密度电阻率法、瞬变电磁法、地震波法、弹性波法和探地雷达等。这些方法都有一定的分辨率限制，即分辨尺寸与深度之比一般是相对固定的。因而两米深的隐患的检测不应算是难题。检测结果聘请有关专家评审，打分。图4（堤防隐患的检测结果评分）所给的分数只是相对的。组织者对于测试结果是不满意的。参赛者各自对其结果的误差的原因进行了解释。针对这种结果，水利部斥资几百万，开展专题研究，目标是“傻瓜”式的快速检测仪器和方法。关键问题可能是要结合各地具体情况和长期的抗洪防汛经验，因地制宜，积累资料和经验，合理判释，仪器才会发挥作用。很难想象，可以身背“傻瓜机”，走遍天下都会灵验。
土的本构关系的检验
80年代以来，关于土的本构关系的“考试”至少进行了3次。1980年美国和加拿大召开了“岩土工程中极限平衡、塑性理论和一般的应力应变关系北美研讨会”⑤。会前用两种天然粘土、一种重塑的高岭粘土和渥太华砂进行了一系列试验。试验包括：
平均主应力p=常数的三轴试验，
b＝常数的真三轴试验
砂土在π平面上应力路径为圆周的真三轴试验
天然粘土大主应力方向与其沉积方向成不同角度的三轴试验。
事先将土的物性参数和基本试验的结果公开提供。然后在全世界范围征求参赛者。参加预测的有个不同国家的17个本构模型。从给出的结果看，轴向应力应变关系（σ1-σ3）~ε1预测的精度一般尚可；体应变预测的精度差别很大。对于应力路径在π平面上为圆周的情况，许多模型无能为力。由于原状土的各向异性，对于其循环加载和超固结性状很难预测，只有少数模型参加了预测。结果表明，没有一个模型能够合理地预测所有的试验情况。正如会议主席Finn所说：“没有给任何一个本构模型戴上王冠”。这也是符合当前的土力学理论发展的现状的。
1982年在法国召开了“土的本构关系国际研讨会”人们用不同的理论模型对砂土和粘土的复杂应力路径和应变路径的试验结果进行了类似的预测。如上所述，也对试验本身进行了检验⑥。
1987年在美国克里夫兰召开了“非粘性土的本构关系国际研讨会”⑦。会议征求对真三轴试验和空心扭剪试验结果用理论模型进行预测。共有世界各国的32个土的本构模型参赛。其中包括：
3个次弹性模型(H)
3个增量非线性弹性模型(I)
1个内时模型(E)
9个具有一个屈服面的弹塑性模型(EP1)
10个具有两个屈服面的弹塑性模型(EP2)
6个其他形式的弹塑性模型(EP)
会议将预测结果与试验结果比较，按四个单项评分。评分的标准见图5（本结构模型预测的评分标准）。规定了上下限，按统计方法打分。图6（轴向应力应变关系得分的直方图—满分100）与图7（体应变与轴向应变关系得分的直方图—满分100）表示出b＝常数的真三轴试验的预测得分情况。可见其轴向应力应变关系预测经过还差强人意；而体应变的预测则基本是全不及格。
这些“考试”基本上反映了人们当前认识和描述土的应力应变关系的能力和水平。它表明，即使对于实验室制作的重塑土试样，其应力应变关系也是相当复杂的。现有的关于土的本构关系的数学模型的描述能力在精度和条件方面都是有限的。有的模型使用了20多个，甚至40多个常数，结果仍然不另人满意。
1．土工加筋挡土墙的计算
60年代以来，随着计算机和计算技术的发展，土工数值计算大大加强了我们解决复杂的岩土工程边值问题的能力。有人提出可将土力学分成理论土力学、实验土力学和计算土力学三部分。由于它几乎可以精神任何边值问题，似乎一台打计算机，几页打印纸，就可以驰骋在岩土工程的所有领域。这种表现上的简单、快捷和“精确”，常使青年岩土工作者产生误解，忽视了其与实际工程问题间的距离，轻视在岩土工程实践中积累经验的重要意义。
加筋土的计算是岩土数值计算中很有代表性的课题。它涉及到土的本构模型，筋材的应力应变关系模型和筋土间的界面模型及这些模型涉及的参数。目前已经有较多的计算程序和经验。1991年在美国的科罗拉多大学，由美国联邦公路局资助，在足尺试验的基础上进行了加筋土计算的竞赛⑧。
目标试验是在一个高3.05米，宽1.22米，长2.084米的大型的试验槽中进行的。铺设了12层长为1.68米的无纺土工织物，作成土工织布加筋挡土墙。墙顶采用气囊加压。气囊下铺设5厘米的砂垫层。试验用的土料有两种：一种是均匀的砂土，D50=0.42m；另一种为粉质粘土，塑限Wp=19％，液限Wl=37%。事先公布了砂土的三轴试验，粘土的不同排水条件下的三轴试验，土工布的拉伸试验和筋土问的界面直剪试验等试验的结果。征求世界各国同行们进行数值计算，预算试验观测结果。预测项日有：
(1)两种加筋挡土墙在顶部加载103.5kPa以后的墙顶最大位移、不同位置的墙面位移及筋的应变
(2)在加载100小时后的以上各项位移和应变
共有15个不同国家的大学和研究单位参赛。包括美国的科罗拉多大学等8家，英国的哥拉斯格大学等两家，日本的东京大学等3家。中国和加拿大各一家。其中14家参加了荷载—变形和应变关系的预测。计算的结果见图8（砂土加筋挡土墙的墙顶最大位移计算的误差）和图9（粘土加筋挡土墙的墙顶最大位移计算的误差）。它们分别表示了砂土和粘土在上述荷载下的墙顶最大位移的预测误差。有几家没有预测粘土加筋挡土墙，有几家计算得到的结果表明，在此荷载下挡土墙早就破坏。只有少数计算的误差在30％以内。
对于砂土加筋挡土墙试验的破坏荷载是207kPa，预测值从10kPa到517kPa不等。粘土加筋挡土墙在荷载加到230kPa时由于气囊爆破而未能继续试验，但挡土墙并没有破坏。计算的破坏荷载在21kPa到207kPa之间。其误差之大令人沮丧。
2．土的液化分析方法的检验
在1989-1994年间由美国NSF拨款350万美元，资助用离心机模型试验来检验地震反应分析方法。这是NSF历年来投入单项经费最多的项目。项目简称VELACS。参加的单位和个人包括：美国加州大学戴维斯分校，加州理工大学，英国剑桥大学等7座大学；其中有10名美国国家科学院院士和英国皇家学会会员。参加考试的考生有美、加、日和欧洲的23个数值计算专家和研究组。
项目动用了9台带有振动台的土工离心机，并且进行了平行试验。模拟地震的振动模型试验内容包括：
(1)水平自由地基
(2)倾斜地基
3)组合地基（一半是密砂，另一半是松砂）
(4)成层水平地基(刚性箱和柔性箱各一种)
(5)护岸的重力式挡土墙
(6)堤坝
(7)心墙坝
(8)砂基础上的刚性建筑物
涉及以上9种边值问题的模型试验，都是相当简单的工程问题。在土工离心机试验的基础上，提出了三类考题：
A在离心机试验前，提供试验的初始条件和边界条件，在尚无任何试验资料的情况下，进行数值计算。是一种“盲测”。
B离心试验完成以后，但不公布试验结果。但向计算者提供试验的较为详细的条件和细节。
C公布试验结果，让“考生”用自己的数值计算进行计算，比较。
考试的成绩按照ABC的次序有所提高，对于A类考题，有30多个数值计算模型参加考试。预测的地震反应加速度比较接近；计算的静孔压和沉降量与试验量测的结果比较，趋势还是相同的。但二者差别很大，多达几十倍。但是在试验后，考虑了试验中的具体条件量测方法，修正计算条件和参数，计算结果明显改善。
结论与讨论
土的力学性质是非常复杂多变的，岩土工程问题具有很强的不确定性。目前我们的理论分析、数值计算和勘探试验还远不能精确定量地描述，反映和预测它们。对此应当有清醒的认识。但是正确的理论和有效的方法应当能够揭示土受力变形的基本规律，反映岩土工程中的影响因素及影响的范围。
对于岩土工程问题，正面的纯理论和数值预测和计算，往往是很难奏效的。必须详细地了解实际的条件和过程，熟悉当地的情况，积累经验，对理论和参数进行合理修正；在工程中不断观测和积累数据，在其基础上合理选取参数，再计算和预测以后的变化，往往达到很高的精度。因而，有人提出在复杂的岩土工程中需要“理论导向，经验判断，精心观测，合理反算”。这是非常中肯和宝贵的认识。
在土力学和岩土工程中逐步引进不确定性的理论方法是一个重要的发展方向。
参考文献
①ConstitutiveRelationforSoil,Ed.Gudehus,G.,1984
②Bianchini,G.et.al,,ComplexStressPathsandValidationofConstitutiveModel,GeotechnicalTesting,Journal,1991,14(1):13-25
③Corte,J.F.Etal.,.ModelingofTheBehaviorofShallowFoundation_ACooperativeTestProgramme,Centrifuge88,Corte(Ed)1988Balkema,Rotterdam,ISBN9061118138
④盛崇文，从桩的测法谈起。地基处理，1996，7（3）
摘要：岩土工程学是土木工程的分支，是运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。现代的岩土工程研究重视地质过程机制分析、强调岩土与工程相结合，定性分析与定量评价相结合，传统与现代的统一。在系统分析中，从“宏观”到“微观”，又从“微观”拓展到“宏观”进行概化，以指导实践，从而产生岩土工程的新思维与新方法。
关键词：岩土工程；测试；分析；不确定问题
岩土工程研究的对象是岩体和土体。岩体在其形成和存在的整个地质历史过程中，经受了各种复杂的地质作用，因而有着复杂的结构和地应力场环境。而不同地区的不同类型的岩体，由于经历的地质作用过程不同，其工程性质往往具有很大的差别。岩石出露地表后，经过风化作用而形成土，它们或留存在原地，或经过风、水及冰川的剥蚀和搬运作用在异地沉积形成土层。在各地质时期各地区的风化环境、搬运和沉积的动力学条件均存在差异性，因此土体不仅工程性质复杂而且其性质的区域性和个性很强。
1测试技术
1.1原位测试技术
随着岩土工程的兴起，原位测试设备和技术不断发展和更新。在土基方面，除了静力触探、圆锥动力触探、标准贯入试验等外，深基静载、高压旁压、自钻旁压仪等在较大深度以下测定地基岩土体承载力、变形参数成为当今原位测试的主要方向。高精度压力传感器和位移传感器的引入，使测试仪器的性能有了较好的改善。由于应用计算机技术对数据、图形、信息采集、分析判别完全程序化、规范化，因而达到高效、准确的目的。在岩基方面，岩体现场变形、抗剪、应力测试继续广泛应用，并向小型化、自动化控制方向发展，但总的来讲，这方面的试验仍然耗资大，时间长。
1.2物探测试技术
物探技术在岩土工程中的应用十分普遍，新技术也层出不穷。主要有层析成像（CT）技术、电磁波透视、浅层地震、地质雷达、声纳剖面、瞬变电磁法等。应当指出，层析成像（CT）技术近年来发展很快，CT技术包括地震波层析成像和电磁波、声波层析成像两种，这种方法具有很高的分辨率。
1.3岩体结构面网络模拟技术
岩体是一种不连续介质，岩体发育的各种不同成因的结构面分布极为复杂。人们在工程现场选择有代表性地段，实地量测各类结构面（断层、裂隙、层面）的几何参数（走向、倾斜、倾角、隙宽、间距等），然后输入计算机，进行统计模拟。可应用蒙特卡洛方法按已知的概率密度函数抽样，从而得出与实际分布函数相似的人工随机变量，据此进行特征计算和分布类型检验。所有结构面结合起来即构成了岩体结构面网络图像，全部过程由计算机完成。
由于结构面网络反映了岩体的介质特性，所以这一技术有广泛的用途。可以直接计算结构面连通率、岩石质量RQD值、损伤张量、分形维数和渗透张量等，以用于边坡和坝基的稳定分析。近年来又发展了随机不连续面三维网络计算机模拟新技术，以求取不连续面三维空间基本参数。
2分析方法
2.1数值分析
在岩土力学的数值分析中，有限元法、边界元法仍然是主要方法，但已向随机有限元、模糊有限元方向发展。近年来又出现了神经元网络技术用于岩石力学，神经元网络是80年代后期迅速发展起来的人工智能的一个分支。它是在现代神经科学研究的基础上提出来的反映人类脑动能的一种模型。它由树突、轴突和突触组成。如已知若干组输入数据，亦已知其最终输出结果，利用机器学习来调整各单元之间的权值，使之能最佳适应已知诸例的结论。神经元网络用于预测岩石力学特性的最大优点是，可以把有关地质因素，即便是描述性因素也可以做为变量输入，但其输出结果离散性较小，其用法与回归分析和经验公式类似，但程序不同。
以极限平衡法进行边坡稳定分析有新的进展，主要是把滑动的二维问题变为三维问题，考虑每一条块的测向压力、地下水动、静压力及地震力的作用。另外，也有人从整体边坡破坏机理入手，直接求出边坡安全系数，省去了试求或优化滑动面的过程，较好地解决了复杂边坡的稳定分析问题。
2.2本构模型研究
在经典土力学中沉降计算将土体视为弹性体，采用布西奈斯克公式求解附加应力，而稳定分析则将土体视为刚塑性体，采用极限平衡法分析。但实际工程土的应力—应变关系是很复杂的，具有非线性、弹性、塑性、粘性、剪胀性、各向异性等等，同时，应力路径、强度发挥度、以及岩土的状态、组成、结构、温度等均对其有影响。
开展岩土的本构模型研究可以从两个方向努力：一是努力建立用于解决实际工程问题的实用模型；一是为了建立能进一步反映某些岩土体应力应变特性的理论模型。理论模型包括各类弹性模型、弹塑性模型、粘弹性模型、粘弹塑性模型、内时模型和损伤模型，以及结构性模型等。它们应能较好反映岩土的某种或几种变形特性，是建立工程实用模型的基础。工程实用模型应是为某地区岩土、某类岩土工程问题建立的本构模型，它应能反映这种情况下岩土体的主要性状。用它进行工程计算分析，可以获得工程建设所需精度的满意的分析结果。
在以往本构模型研究中不少学者只重视本构方程的建立，而不重视模型参数测定和选用研究，也不重视本构模型的验证工作。在以后的研究别要重视模型参数测定和选用，重视本构模型验证以及推广应用研究。只有这样，才能更好为工程建设服务。
2.3岩土工程的不确定性问题
岩土体是一种变异性很大的工程材料或工程介质。因此，很难用确定的量来描述岩土体的各种性质。岩土工程中的不确定性主要来自下列3个方面：（1）岩土体本身固有的不均匀性——岩体从建造到改造的过程中，由于物质分异、构造作用、断层裂隙的生成所引起；（2）勘察取样和参数估计的随机性——边界条件不准、测试技术误差及取样数量不足所引起；（3）模型误差导致的不确定性——物理力学模型和计算方法的不准确或多解性所引起。
岩土工程的不确定性导致了当前岩土体测试技术的精密性、确定性和岩土体性状宏观判断的模糊性、随机性之间产生极大的矛盾，使人们对传统的定值法设计得出的安全系数能否表达工程的真实安全度产生了凝问，这就是目前岩土分析与评价难以满足工程要求的主要原因。
当前，应用于岩土体不确定性分析的理论主要有概率论、模糊论、灰色系统理论及分数维理论（分形几何）等。
概率理论是处理岩土体不确性问题的一个有效工具，它可以指导随机参数的取样和试验设计，建立岩体工程概率模型和计算破坏概率，可以评价工程的可靠性和风险度，进行优化设计和决策。
模糊理论在岩土工程中的应用已较普遍，它用隶属函数代替确定论中非此即彼的特征函数来描述那些边界不清的过渡性问题。模糊模式识别和综合评判理论对那些受多因素影响的问题，如岩体环境评价、岩体分类、强度预报等显示出广阔的应用前景。
灰色系统理论研究事物的“灰度”、“灰数”、“灰关系”等特征，在社会科学和自然科学的各个领域得到了广泛的应用。在岩土工程中，可应用灰色系统理论进行岩体分类，采用灰色建模进行滑坡发生时间的预报和地下水位预报；利用灰关联度分析原理确定影响岩土工程稳定性的主次关系等。
当前岩土工程勘察领域的软件开发根据采用的开发语言种类大致可以分为三类。①采用VB开发；②采用数据库管理软件开发；③采用VC开发。开发出来的软件各有特点，但是在制图方面却多采用AutoCAD图形功能，不论是利用脚本文件SCR生成图形，还是在AutoCAD基础上二次开发，或者是利用Automation技术，都是将AutoCAD制图功能融进应用程序。由于岩土工程数据管理和制图功能的实现之间存在开发上的界面，因此给系统运行增加了额外负担，增加了软件的应用难度。
另一方面，在软件正版化的今天，国产CAD软件的需求在不断增加，很多岩土工程勘察软件在正版化进程中存在一定危机。
为了解决以上问题，本文探讨了采用VC++开发语言，采用面向对象的技术，分别实现图形类库、岩土工程数据类库，将岩土数据管理和图形操作紧密结合，更为重要的是开发出的软件具有自主知识版权。
2总体设计
分析岩土工程勘察软件的社会需求，软件功能可以分为两个部分：一是岩土工程勘察数据的管理，包括数据输入、编辑、导出、数据分析计算等；二是绘图功能，包括绘制平面图、剖面图、柱状图等。
根据以上分析，采用面向对象的技术，分别建立岩土工程数据类（Geo类）和绘图类（CMap类）。
Geo类功能：工程概况数据、场地地层数据、原位测试数据（静力动探数据、动力触探数据、波速试验数据、标准贯入数据等）、勘探点数据、土工试验数据、取土数据等。分别建立类，各类间层次关系如下：
CProject岩土工程类
CDksj勘探点类
CTysj取土类
CDtsjN63.5数据类
CBgsj标准贯入数据类
……
CDcsj场地地层类
图1工厂概况数据输入
图2勘探点数据输入
图3土工试验数据输入
CFcDtsj分层统计数据类
CFcBgsj分层统计数据类
CFcN10sj分层统计数据类
CFcN120sj分层统计数据类
CTongji数理统计类
CMap类功能：绘制各种图形元素，包括点、直线、多段线、椭圆、园、圆弧、矩形、多边形等。实现图元的编辑、修改、信息查询等功能。
CGraph图形类
CDraw图形元素的基类
CPint点类
CLine直线类
CCircle园类
CArc圆弧类
CRectang矩形类
……
图1工厂概况数据输入
图2勘探点数据输入
图3土工试验数据输入
3系统功能
在栅格图形和矢量图形下，可以方便地交互，布置勘探点、输入地物数据等操作，具有可视化程度高的突出特点。主要数据输入界面见图1、图2和图3。
3.2统计分析
图4统计数据的交互取舍
图5数理统计结果
于各种分层统计数据，进行可视化的人工取舍，人工交互舍弃统计数据、统计结果等见图4、图5。
3.3绘图
钻孔柱状图、工程地质剖面图、勘探点平面布置图等，见图6和图7。
图6绘制钻孔柱状图
3.4勘察报告
采用COM技术，引入MicrosoftWord类库，自动生成Word格式的报告，方便快捷、报告格式标准、实用，节省大量报告编制时间。实现步骤：首先建立勘察报告模板，将岩土工程相关数据、统计结果、软件自动生成的相关表格等作为书签插入文档模板中，形成最终的勘察报告。
4结论建议
(1)采用面向对象技术，降低了软件开发的难度，对今后软件功能进一步扩充打下了坚实的基础。
图7绘制工程地质平面图
1.1工程项目招标不规范
岩土工程由于牵涉的工程建设项目较多，所以涉及的施工部门也相对较多，为实现更好的建设目的，通常采用招投标的方式来确定施工方。然而，在实际运行过程中，并不能得到很好的落实。一是，某些地方政府行业保护意识强，干预公开招标。二是，存在无序竞争，很多施工方为取得建设资格肆意压低价格，甚至有的压价超过了工程结构的成本价，导致工程在施工过程中偷工减料，影响工程建设质量。
1.2缺乏规范的合同约束
目前，我国建筑市场还不够规范，很多企业在进行工程施工时，并没有签订完整的合同，有的即使制定了合同也存在着严重的“不平等条约”，这样的条约下，在进行工程建设过程中，施工单位为了盈利，就会缩短工期，减少工程投入成本等，严重影响工程质量。其次，由于合同不够严密，很多施工单位利用其中的漏洞进行工程施工，也会使工程质量受到影响。另外，前期合同签署不严密，在施工过程中，很多企业随意更改其中条款，严重影响了建筑市场的秩序。
1.3工程施工质量不高
目前，我国岩土工程经常发生安全事故，尤其是在南方多气象灾害、多地质灾害地区，时常发生工程坍塌、断裂、下沉等情况，严重威胁着人民财产安全，使得岩土工程施工质量备受关注。影响工程质量的原因有很多，除了工人技术能力方面的欠缺，还有施工环节、施工材料、施工设备等方面的问题。只有不断提高管理质量和管理水平，才能真正提高岩土工程的质量。
1.4工程监理不严，效率较低
工程监理，应该从项目的考察、设计、施工、交付等各方面进行。然而，目前我国监理市场主要注重对施工现场工程质量的监理和工程验收的监理，并没有明确的监理法规进行规范约束，监理单位也缺乏相应的规章制度以明确自身职责，而监理人员素质也普遍较低，法律意识淡薄，很多时候，只要施工单位“拿钱”便可以顺利通过质量监理，这也就降低了监理工作在工程质量控制方面的作用。其次，工程监理范围狭窄，也是制约着监理工作进行的重要因素，监理工作应该贯穿于岩土工程的整个过程，并且对工程的施工建设进行指导，以保证工程质量，但我国监理人员的监理工作却仅限于施工阶段。另外，整个工程监理市场不规范也使得监理工作执行困难，很多监理单位为了“不找麻烦”，对工程建设“睁一只眼闭一只眼”，产生了很多漏网之鱼，使得工程监理很难得到真正的应用，容易造成监理市场混乱。
二、岩土工程项目管理措施
2.1规范工程施工项目管理行为
国家要完善相关法律法规，规范施工单位行为、工程建设人员行为以及监理人员行为，从而使施工管理法制化、科学化，并且相关管理监督单位要进行必要的工程管理，对工程的质量、工期、人员安全等进行严格的监督检查，发现问题立即进行整改。另外，还要加强对相关管理人员的考核和监理人员的资格认定，确保工程施工项目管理规范有序进行，真正使岩土工程施工项目管理得到落实。
2.2规范项目招标工作，签订完整合同
首先，要建立科学的项目招标规范，严审招标单位的建设实力、施工技术和施工信誉等，并且保证招标工作是在公平、公正、公开的基础上进行，相关人员不得利用公务之便，。其次，在相关施工单位取得建设权后，工程建筑方要派人进行工程建设监督，防止施工单位将工程转包他人，影响工程质量。然后，要在施工建设开始前，签订完整的合同，明确双方权利与义务，从而规范施工行为，方便进行相关责任鉴定。
2.3合理进行施工进度控制
控制施工进度，是实现项目工程管理的关键，只有合理把握施工进度，才能真正使企业取得良好的经济效益。首先，要制定合理的施工进度计划书，对施工场地的人文环境、气候等进行充分合理考察，其次，进行计划书的拟定，按照计划书进行施工。然后，还要做好设备的养护工作，及时更换设备中损坏的零部件，保障设备在完好无损的状态下工作，从而避免因设备故障延误施工进度。最后，还要安排专门人员进行现场监督，包括对工人的监督和对施工工艺的监督，以此来提高工作效率，控制施工进度。
2.4加强工程安全、质量和成本管理
企业进行工程项目建设的根本目的就是取得经济利益，而进行工程项目管理的目标是使项目利益最大化，因此，要着重加强对工程安全、质量和成本的管理。安全管理方面：施工单位要加强施工人员的安全管理，提高工人的安全意识，另外，要加强施工现场的安全管理，选派相关的安全监督管理人员进行现场施工监督，保证工人在安全环境下施工。质量管理方面：要严格把关材料、设备、施工工艺等各个环节，确保进场材料合格，确保设备运行高效安全，确保施工工艺符合相关技术建设要求规范，从而提高施工质量。另外，还要加强质量监督，将工程建设质量责任分配到人，由各个部门安排专人负责签订质量保证书，保证工程质量。还要安排相关技术人员，对工程的重点、难点进行施工监督、指导，保证工程建设质量。成本管理：首先，需要财务人员对工程成本进行核算，其次，制定一定财务规章制度，规范资金调度、分配秩序，规范资金使用情况。然后，要规范施工环节，在工程建设过程中采取必要的措施降低工程施工成本，如减少二次运输成本、减少水电资源的浪费等。通过对施工过程的各项控制，不仅能够提高施工安全性，同时，能够保证施工质量，降低施工成本，可以使企业获得更多经济效益。
2.5完善监理制度，加强监理工作
首先，要明确监理工作的职责范围，扩展监理工作范围，将监理工作真正渗入到整个工程项目建设管理中，从工程的考察、设计、施工、交付等各方面明确监理职责，加强监理工作。其次，要规范监理市场，规范监理单位行为，应制定更加完善的监理法规，从而使监理工作有法可依、有法必依、执法必严、违法必究。而相关监理单位也要建立严格的规章制度，规范监理人员行为，制定监理程序，使每个监理人员都按规章制度办事，从而使监理工作规范进行。另外，还要加强监理人员素质道德的提高，提高监理人员的监理水平，实行持证上岗制，从而真正规范监理市场，真正发挥工程监理的重要作用。
三、结语
1．1岩土工程地质灾害主要类型特征分析
从上世纪80年代开始，地质工程学就在我国诞生了，地质工程学主要就是对地质灾害的防治所进行研究的。地质灾害工程涵盖着对地质灾害的防治以及岩土两个重要的层面，其中的岩土工程则是施工间所设计到的开挖岩土体的加固处理。从岩土工程地质灾害的主要类型特征层面，不同的地质灾害类型就有着不同的特征，岩土工程中的泥石流地质灾害类型是降水作用下，沟谷以及山坡等出现的携带大量石块及泥沙物体的洪流，主要是表现为固体流动和液体流动相结合的混合物，这一地质灾害类型受到弃土弃渣的防护不合理所致，再有就是在开挖过程中没有科学化进行。再者，岩土工程地质灾害中的滑坡类型也比较常见，主要是地下水以及河流的冲刷等使得斜坡的岩体或者土地的软弱地带发生的下滑情况。滑坡地质灾害主要的由于强降雨或者强降雪所致，还有就是受到地表水冲刷、浸泡等也比较容易发生滑坡地质灾害。岩土工程地质灾害类型中的崩塌也是比较常见的灾害类型，这一地质灾害主要就是由于根部的虚空使得陡坡裂缝分割岩体而发生局部的折断等状况，这样就失去了原有的稳定性鞥发生翻滚。崩塌地质灾害主要是受到矿产资源开采及道路边坡开挖影响比较严重。另外，岩土工程地质灾害中的地面变形也是常见灾害之一，这一类型的地质灾害主要有地面的沉降额塌陷，或者是出现裂缝等。地面变形的地质灾害受到区域内地表水的大量抽取以及表面的熔岩和对矿产的不合理开采的影响比较严重，所以在对岩土工程中地质灾害的防治过程中就要能够结合实际进行处理。
1．2岩土工程地质灾害的成因分析
岩土工程地质灾害的成因根据类型的不同也会有着多种成因，主要体现在受到地形地貌的影响比较显著，我国是地质灾害最为严重的国家之一，每年由于地质灾害所造成的损失比较巨大，这对多个地区的经济发展有了限制。从岩土工程地质灾害的主要成因层面来看，分为自然因素及人为活动因素，其中的人为活动因素是造成地质灾害比较重要的影响因素，由于在一些建设和开发开采等活动的实施下，就对原有的地质自然形态造成了破坏，从而引发了一些列的灾害，其发生和地质本身的关系并不大，主要就是由于人为破坏的。对于岩土工程的地质灾害的发生是在自然地质演变和气候的变化下逐渐形成的不稳定状况，经过人为活动对这一不稳定活动的破坏，加快了地质灾害的发生。地质灾害的发生对人们的经济财产以及生命等都有着很大的危害，这也是灾难性的事故。另外就是岩土工程地质灾害的自然因素，这一影响因素也被称为是第一环境问题，不会因为历史变迁而发生变化。地形地貌的影响以及水文气候的特点和地质环境的特点等都会对岩土工程地质灾害的发生起到促进作用。
2岩土工程地质灾害的有效防治措施探究
第一，对岩土工程地质灾害的防治要从多方面进行考虑分析，采取多样化的防治措施，由于地质灾害的发生需要一定的条件促进才能形成，所以为能够将岩土工程地质灾害得到有效防治，就要从源头上进行消除。首先是对岩土工程的实施过程中，要能对地质灾害的勘察得到充分重视，地质灾害额发生和地质状况有着紧密的联系，这就要对地质的实际状态加强勘察，进而保障岩土工程施工中的安全性。具体的措施就是先成立地质勘察小组，对岩土工程施工的地区进行实际的勘察，对施工场地的地质特征以及形成原因加以详细化分析，然后对地质灾害发生可能程度进行评估，并要定期的到现场实施观察。第二，当前我国的科学技术有了很大程度的发展，将其在岩土工程施工的有效应用对地质灾害的防治就有着积极作用。从我国地质灾害监测预警体系的发展过程中来看，有的是通过先进仪器设备诶等进行的专业监测，还有的是通过群众参与的群测群防。总体而言，对岩土工程施工过程中的地质灾害防治要能将“感”、“传”、“知”、“用”这几个层面得到准确的掌握，其中的感就是对监测数据进行采集，再通过移动终端对所采集的信息加以传递，这样就能通过卫星传回监测的数据，然后再对这些数据加以处理分析并建立模型，对地质灾害的状态以及发展趋势加以判断，最后就是采取辅的决策对地质灾害监测预警以及搬迁转移等措施提出。第三，对岩土工程地质灾害的防治还需要开展相应的防治工程设计，结合实际岩土工程所受到的灾害情况进行对防治的途径加以确定，然后再按照灾害的发生程度以及对防治目标的确定等对防治的实际强度和工作量详细的制定，例如采取支挡或者排水以及加固等方面的措施进行实施。从工程层面来看采取工程型防治是地质灾害最为主要的防治措施，工程开展过程中要进行实施削方减载，并把缘地表排水及开展前缘支挡的方法对实际的施工要求加以满足，在工程防治方面要能结合实际来采取相关措施。第四，而采用生物防治的措施，则主要是通过植树造林以及草坡护理等方式实施防治，这在环境保护以及防治的时间上都有着较好效果的呈现。还可再用地质灾害的避让措施的实施，岩土工程施工过程中通过避让措施能够对地质灾害的损失降到最低。对于灾害隐患点及变形斜坡在雨天所采取避让措施比较有效，如在下雨天可让比较容易发生地质灾害的群众及时的搬迁，在对这一措施实施过程中要能有效遵循就近以及不受灾害威胁的原则。对于有着较大危害的采取避让措施是比较有效的。
3结语
1．1岩土工程的分类
依据质能交换条件进行分类，有三个作用类型，取出作用、带入作用、和混合作用。在人类工程活动中，带入作用把物质和能量加入岩土体中，利用质能移动的时机导致岩土体和生态之间进而恶化。这些作用主要是人工灌溉和喷洒，固体废物填埋和排污以及矿山采空区的回填作用等。工程活动运行的过程中，把一些岩土体不属于内部的不同物质带入其中，就可以形成岩土体环境的改变。对于取出作用来说将质和能从岩石圈向外部进行环境转移，它主要包含矿山开采作用、地下水抽取作用和建筑材料的开采使用作用等。据有关的数据表示，鉴于人类开发资源和建筑施工的进行，每年全球移动的土石量高达4×103km3之多，而从地下开采出的建筑材料和矿石量高达1.0×1011t，也就是说相当于每人每年平均需要从地面的土壤和岩石圈中开采出25吨的不同物质。最后一个作用类型“混合作用”在连续墙、修筑地下工程、开挖深基坑、港口码头建设和海岸带改造进行地下工程的活动中，它是带入作用和取出作用的结合产物。在实际的工作中，对形状改变的岩土体和人类工程活动分类很有必要，人们主张进行人为性质的剥蚀作用它主要是对矿山的盖层进行分离、土石挖掘和进行农业种植的平整土地利用等损坏了地质构成物质，还更改了地表的外形，它们所产生的变化和天然动力完全一致。而人为性的进行搬运是指在一些工程活动像回填筑工程基础、工程场地开挖和挖掘有价值的矿产。而对人为堆积作用来讲人工堆积的方式是土的分布面积和厚度有一定的规模影响，例如具有标志性的日本东京港地区，它就是由大片土地人工堆积建成的，填地范围有40km2之多，使陆地面积可以最大化的扩展;还有一些具有特点的例子如香港填海的土地面积就是全港面积的1.7%;现在废渣填埋池的高度已和九层楼一样高，而堆砌成的填埋池是马尼拉市政府每天要将5600t的垃圾送往圣马特奥镇的一个废渣填埋地填埋至今形成的。
1．2岩土体环境恶化与环境岩土工程问题
了解了强大的人类工程活动，面对日益严重的岩土体环境变异，以及岩土环境改变所带来的一系列的环境岩土工程问题值得重视。在现实中，出现的环境岩土工程问题的非常多，每个人从不同角度都可以得到不同的分类方法:依据成因性质可以分成有自然地质作用引起的自然型的环境岩土工程问题和次生型环境岩土由人类活动引起的工程问题;根据不同的研究内容把环境岩土分为环境卫生工程和工程活动引起的小环境岩土工程和环境工程中的大环境岩土工程等。
2针对环境岩土工程存在问题，进行防治措施
2．1加强科学研究环境岩土工程学的学科
环境岩土工程学是崭新的跨学科的边缘学科的一门科学，它研究之路开始是在里海大学1986年召开了首次国际学术岩土体环境变异的途径分析讨论会后得到快速的发展，它的发展时间不长，理论体系尚未完善，存在大量的理论问题。像对环境岩土工程学的内涵的理解、对科学性质的深入研究，研究环境岩土工程学的内容和应用对象，环境科学和环境岩土工程学、工程地质、岩土工程学、基础工程和环境工程地质学等学科之间的相互关系，还需要在土壤—环境、环境中岩土体—水—污染物的相互作用机理的探究，对土壤、岩石的性能对地貌的影响和污染的不饱和细粒土中质量传输现象都需要作进一步的探讨。
2．2展开关于岩土失稳、变形和污染机理的研究
针对上述的环境岩土工程的污染机理问题和变形问题，目前，对它的了解还是不清楚，像是深基坑开挖的支挡结构中基坑隆起规律和变形机理，坝壳粗粒土的变形问题和高土厚坝中细粒土防渗技术的协调性的问题，对岩质高边坡开挖爆破地震动对稳定性的影响，高度高、低密度和温度高都是火力发电电厂的灰坝以及高度大的尾矿坝因为地震作用的影响，进而判断稳定性程度的主要依据，存在着土中洞室湿度高问题的施工难度，存在土质洞室中限制开挖流砂问题，土壤环境的作用问题，识别和鉴定污染土体等，这些是我们今后研究努力的方向。
2．3推广关于环境保护的岩土工程设计规划
环境岩土工程学是环境科学和岩土工程的完美结合，它是一门新兴的学科，它的特点是采用了岩土工程的理论、方法和技术为更好的提供环境服务而努力。因此，在规划岩土工程设计时，从环境保护的角度着手，将安全和稳定性的问题考虑在内，并注重岩土工程的环境改变，考虑全面后再给出相应的设计。以此减少经济损失，保护人类的生命安全。
2．4环境保护的岩土工程施工工艺积极采纳
了解工程活动对周围环境影响，例如:隧道掘进时的地面沉降、基坑开挖的边坡稳定问题、打桩时发出的噪声和对土体的挤土和振动效应等，这些问题的出现必须重视起来，因为它不光是一个工程项目，它的不完善会导致牵扯法律、政治和经济的纠纷。
2．5研究环境岩土工程问题开发新技术
环境岩土工程的变形、稳定性和污染严重问题的发生，不论哪一个都会对环境产生巨大的影响，给工程建设和社会经济带来不可低估的危害，因此，应该在岩土工程活动中重视有关于环境岩土工程控制新技术的研发和实践，造成最小程度的损失。例如:依据新工艺对地基进行加固处理;应用不同形式的挡土墙和板桩墙支撑结构来开挖深基坑;防止岩土滑动的大直径抗滑桩应用;对城市垃圾的处理利用填埋法、焚烧法和堆肥法，一系列技术的应用，不仅改善了地基的变形，加固边坡的稳定性、而且在保护环境不被污染方面取得了不错的成绩。
3结束语
岩土工程勘察外业的重要性主要由其为整个岩土工程做出的贡献来决定，因此本文将首先对岩土工程勘察外业的不同时期工作内容以及其对整个工程的影响进行探讨。
2．勘察前期作业重要性
岩土工程勘察外业可以看做是整个岩土工程的前期活动，而岩土工程勘察外业也有自己的前期准备工作，即在勘察前期对整个勘查工作的系统化构思与状况了解。就工作性质而言，作为一名合格的岩石工程勘察人员，在分析岩石工程的过程中不能局限于基础工作的记录，必须通过详细的现场分析实际勘测，找到地质中存在的不良现象以及可能存在的安全隐患，并结合工程的实际需求评估工程实施的可行性，并走访当地的居民，根据当地的建筑结构类型分析当地需要采用的地基建造类型。通过对已有的建筑绘制结构图纸，并将房屋结构以及地下水利用状况进行分析，确定工程的便利性及安全性。在进行勘察前期工作时必须注意对基本资料的收集，不能忽视任何细节。通过收集的信息结合计算机仿真技术进行当地地质情况以及建筑结构的模拟，以此为岩石工程勘察外业工作提供有力的数据支持，提高工作准确率。勘察前期的工作不仅能够为后期工作提供资料支持，还能够为扦插工作提供布置工作的依据，一般进行完勘察前期的相关工作后即可进行勘查工作任务的布置和安排，使得勘察工作有条不紊的进行。勘察前期的重要性主要体现在为整个岩石工程的提供了有力的基础支持，由于房屋建筑中的地基一样。通过勘察前期工作不仅为勘查工作做好铺垫，也能够初步判断岩土工程的效益及可行性，形成岩土工程的初步概念。如缺少了勘察前期工作不仅勘查工作的进展受到影响，还会导致岩土工程在施工过程中可能由于基础条件不足造成重大的损失。
3．勘探与取样的重要性
3．1勘探
勘探是对物探、钻探以及坑探等各种勘探方法的总称。从其作用上来看，勘探主要是确定勘探处的地质情况，并结合取样过程对相关因素进行测试分析。物探是一种基本的间接勘探技术，其最大的特点是操作过程简便，浪费较少，方式经济，并能够迅速得出勘探结果，在实际使用过程中常结合测绘技术综合考量。通过物探能够为岩土工程提供初步的实测数据。另外物探还能作为坑探以及钻探的先行工程，辅助坑探以及钻探的有效展开。钻探以及坑探是勘探工程的主要组成部分，也是应用比较直接的勘探方式。通过钻探以及坑探能够准确掌握地质情况，并未后期工作的展开提供有力的支持。从周期上来说，钻探以及坑探由于工作的严谨性以及全面性，在准备以及工作内容上更为周到，因此相比于物探而言周期更长。实际勘探中钻探以及坑探是必不可少的，尤其钻探工作的应用最为广泛。对勘探方法的选择主要结合当地的地层类别以及勘探要求选择最佳的方法，当勘探情况不明时最好采用坑探。勘探能够准确掌握岩土工程的地质情况，为工程提供有效的决策依据，促进工期的顺利展开。
3．2取样
取样是利用科学的抽样方法，在岩土工程的工作范围内选取合适的样品进行地质情况考察。取样数目一般不少于六组。实际测量过程心中一些工作人员只注重样品数量的选择从而忽视样品的随机性。实际勘测过程中需要选取具有代表性的样品，确保勘测结果的可靠性。选取样品时一定要注意样品间的间距，避免出现在同一区域取样造成实测数据比较片面的状况。取样是对勘测结果量化的重要步骤，实际勘测过程中只有做到科学取样才能够得到准确的数据。
4．原位测试的重要性
原位测试是勘测中的重要组成部分，随一些特殊样品如粘性土壤等就可以利用原装图样进行室内试验，取样过程中样品不会因为受到外力的作用而发生变形，保持其原有的特性。另外一些土壤由于粘性不够在取样过程中会发生变形，因此在进行密实度、强度、压缩性等性能测试的过程中只能通过原位测试的方法进行。对地质情况的勘测必须还原其真实特性，因此在进行相关参数的测量时最好能够让样品最接近于其原始形态。原位测试即能够通过相关手段还原样品的真实性，降低外界因素对测量结果的影响。目前最常用的原位测试方法主要有圆锥动力触探试验和波速测试。圆锥动力触探试验主要是利用锤击圆锥头进入岩土中的原理，根据灌入土中的难易程度判断土质的一种现场实测方法。通过圆锥动力触探试验能够对地质分层进行有效辨别，明确土质的物理特性以及化学特性。波速测试主要是利用相关仪器发出的脉冲波对地质情况进行探究的一种勘测方法，这种方法的准确度高，能够对地质情况进行准确量化，但需要借助相关仪器。原位测试能够准确反映岩土工程的施工效果，通过前期数据测量为后期的方案制定以及计划展开提供有力的基础支持，提高方案的可行性和经济效益。
5．现场监测
1．1外业勘察工作未收集到足够的资料
为整个岩土工程的设计及施工过程提供相关地质资料及技术指导参考是外业勘察工作的主要工作内容。但是在实际勘察工作过程中，部分施工单位在开工前未能充分地了解工程的建设标准及施工背景资料等，导致外业勘察工作在进行中没有具体的工作对象，缺乏针对性，使其工作效果不尽人意并无法对工程项目起到有效的指导作用。
1．2勘察工作量未能达到标准
在岩土工程外业勘察工作中，对固定勘察点的位置有着明确的规定，全面覆盖勘探点才能使得勘察工作规范化并取得成效。但是，在实际勘察过程中，部分施工单位偷工减料，为根据勘察要求进行勘探点的布设工作，同时为了节省工作时间、减少工作量未按照工程施工标准进行，对勘探深度及孔距定位等问题为进行规范化的操作。这些情况使得外业勘察工作有名无实，不达标的工作量会直接导致外业勘察工作效率低下。
1．3外业勘察工作不够规范化
根据外业勘察工作的相关规范要求，对勘察工作的具体实施流程以及操作标准有着明确的规定。但是在实际的工作中，部分施工单位未按照要求进行作业，例如在砂石层及粉土层等进行钻孔时，泥浆护壁的质量不符合标准，或者泥浆的浓度未按照要求进行调配，这样不仅容易造成塌孔现象的发生，对外业勘察工作也造成了极其严重的影响。此外，部分单位在对地质情况进行取样及测试时也不按照规范要求进行，没有对地层的实际情况进行准确勘察，地下水位的测量工作也时常出现差错，这些情况都直接影响整个勘察工作的结果，并且导致岩土工程无法正常进行。
2提高外业勘察工作质量的具体措施
2．1勘察工作的布设及施工安排
勘察队伍在作业前应首先对工程项目的整体要求及资料进行充分了解和分析，对勘探点的布设应先进行相关实验，对其间距及深度等方面进行准确定位。在勘察过程中严格按照标准要求进行，通过测量放样确保勘探点布设的科学性与合理性。在勘察工作开始前还需对钻探的设备进行检查和校正，勘察工作人员应能够熟练操作机器，以保证勘察工作能够有序进行。同时，在设计钻孔施工流程时还应综合全面地考虑到地层的支撑能力等因素，保证钻孔工作的质量及工作量合理。
2．2严格规范钻孔工作
1)对钻孔工作进行详实的记录。勘察人员首先应提高自身的工作记录意识，在钻孔作业过程中对钻孔的深度及位置等实际情况进行全面、精确的记录，并且对钻孔施工结束后的具体应用情况进行考察，通过及时记录并整理钻孔记录为外业勘察工作提供参考资料。
2)设计合理的钻孔位置。钻孔深度及位置等因素会对工程的负荷能力估算工作直接造成影响，合理的钻孔位置设计能够保证整个工程的稳定性。钻孔人员应根据规范要求严格按照设计方案进行，在作业中垂直地将钻头对准钻孔点、通过四点拉绳的方法对钻孔位置的变化进行判断、控制钻孔位置的精确性等。
3)钻孔工作人员在开始作业前首先应对钻机设备进行检测以保证其工作稳定性，并对钻杆的垂直度及钻进中的倾斜性进行校正，还需对钻进的速度进行控制并控制其受到的压力程度。在钻孔作业过程中操作机具的工作人员不能擅自离开工作岗位。
4)在对钻孔工作过程进行记录时，应选择具有扎实编写经验及地质工程理论基础的人员进行，根据土层的实际情况以及岩土风化情况等对钻孔作业进行编写，并且应具有一定的问题针对性。
2．3规范钻孔采样工作
1)应完善对钻孔工作人员的培训工作。在进行钻孔采样前，对钻孔工作各阶段的勘测、监管及施工人员的基本业务能力进行培训以确保各部分工作人员对本职工作有清楚的认识，同时还应对工作任务进行合理分配，提高所有钻孔工作者的安全意识及其工作责任感。
2)做好采样工作。在开展钻孔试验工作前应先对钻孔进行清理，同时使用捞砂筒等装置对砂类土进行试验、使用厚壁取土器对枯性土进行试验等。在钻孔试验结束后还需与相关地质检测工作者及时联系，对钻孔的质量进行全面综合的判断。
3)提高岩芯采取率并合理摆放岩芯。勘测工作者可以通过对钻孔设备进行调试、优化钻孔工艺等方式提高岩芯的采取率;在设置钻孔深度时应以岩芯的长度为准，并以岩芯的实际样貌作为控制回次进尺的依据。
2．4规范地下水勘探工作
进行地下水勘察工作时应在钻孔被清理后以实际的测量标准为依据，并对地下水位采样的测量精确性进行保证，通过分层或分段的测量方式对地下水水位进行采样测量以避免外来水产生的干扰因素。
3结语
