Con el rápido desarrollo de la economía y la industria, la gente es cada vez más consciente de los dos principales impactos negativos de las actividades humanas en el medio ambiente: la contaminación ambiental y el daño ecológico. Por lo tanto, surgió una nueva disciplina: la ingeniería geotécnica ambiental. Es a la vez una ingeniería aplicada y una sociología. Es un tema interdisciplinario emergente que combina tecnología con política, economía y cultura.
1. Definición de ingeniería geotécnica ambiental
El término ingeniería geotécnica ambiental se originó en la primera conferencia organizada por el profesor chino-estadounidense Fang Xiaoyang del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Lehigh en Pensilvania en abril de 1986. Simposio Internacional sobre Ingeniería Geotécnica Ambiental. En su famoso artículo "Introducción a la tecnología de geología ambiental", definió la ingeniería geotécnica ambiental como "una ciencia de vanguardia interdisciplinaria que cubre suelos y rocas en diversos entornos como la atmósfera, la biosfera, la hidrosfera, la litosfera y el microbioma de la tierra". su interacción", estudiando principalmente las propiedades de ingeniería de los sistemas suelo-agua bajo diferentes ciclos ambientales (ciclos).
2. La ingeniería geotécnica ambiental es una disciplina que estudia y aplica conceptos de la ingeniería geotécnica a la protección del medio ambiente. Se trata de una materia interdisciplinaria de vanguardia que abarca una amplia gama de áreas, incluidas la meteorología, la hidrología, la geología, la agricultura, la química, la medicina, la ingeniería, etc.
El contenido de la investigación de la ingeniería geotécnica ambiental se puede dividir aproximadamente en tres categorías: (1) Ingeniería ambiental. Se refiere principalmente al uso de métodos de ingeniería geotécnica para resistir los problemas ambientales causados por desastres naturales. Por ejemplo: prevención de la desertificación, inundaciones, deslizamientos de tierra, deslaves, terremotos, tsunamis, etc. Estos problemas a menudo se denominan problemas ambientales. (2) Proyectos de saneamiento ambiental. Se refiere principalmente al uso de métodos de ingeniería geotécnica para resistir los problemas ambientales causados por diversas contaminaciones químicas. Por ejemplo, el tratamiento de diversas basuras y lodos municipales. (3) Algunos problemas ambientales causados por actividades de ingeniería humana. Por ejemplo, cuando se apilan en edificios densos, el entorno de vida circundante se ve afectado por la compresión del suelo, la vibración y el ruido de las precipitaciones y el desplazamiento de las pendientes durante la excavación de pozos de cimentación profundos; Contenido y clasificación de la investigación en ingeniería geotécnica ambiental
3. Puntos de vista básicos y métodos de investigación de la investigación en ingeniería geotécnica ambiental.
3.1 Vista básica
(1) El ámbito de la práctica de la ingeniería geotécnica es la superficie terrestre. La tierra es un subsistema del universo, y sus cambios se ven afectados por otros subsistemas. ellos Hay un intercambio de materia y energía entre ellos, y es un sistema abierto (2) Los recursos son limitados; Solo tenemos una Tierra y, a medida que la población crece, los recursos son cada vez más pequeños en relación con la población, por lo que debemos implementar una estrategia de desarrollo sostenible, y no podemos usarla de manera ciega y depredadora para prevenir efectos adversos en el medio ambiente (3; ) Las actividades no planificadas de los seres humanos destruirán a los propios humanos; (4) La naturaleza cambia constantemente y parte de ella daña directamente a los humanos. A su vez, si los humanos quieren evitar daños, deben tomar medidas (5) Aunque la ingeniería geotécnica ha traído algunos impactos negativos, esto se debe a la unilateralidad y las limitaciones históricas de la comprensión humana. Por lo tanto, en teoría, todos los problemas de la ingeniería geotécnica ambiental pueden resolverse, pero esto depende de la mejora de la conciencia ambiental de la gente, el avance de la tecnología de la ingeniería geotécnica y la mejora del sistema legal.
3.2 Métodos de Investigación
La ingeniería geotécnica ambiental es una ingeniería sistemática. Involucra muchas disciplinas, se centra en la intersección entre disciplinas y utiliza una perspectiva dialéctica para analizar y resolver problemas. En segundo lugar, aplicar la perspectiva de la ingeniería geotécnica para mejorar el medio ambiente y hacerlo más coherente con las necesidades de supervivencia humana.
4. La relación entre la ingeniería geotécnica ambiental y las disciplinas afines
Las disciplinas relacionadas con la ingeniería geotécnica ambiental incluyen: ingeniería geológica, mecánica de rocas y suelos, ingeniería geotécnica, ingeniería geológica, ingeniería geotécnica ambiental . La teoría básica de la ingeniería geológica es la geología, y la teoría que la guía es principalmente la perspectiva de la historia natural1. La teoría básica es que el origen geológico y el proceso de evolución determinan las características técnicas de los cuerpos geológicos. En consecuencia, el método de investigación consiste en explorar el entorno geológico cuando se generó el cuerpo geológico y los procesos geológicos y los procesos de evolución del cuerpo geológico, a fin de comprender y captar las reglas de composición, estructura y desarrollo del cuerpo geológico en su conjunto. y explorar y predecir más a fondo su aplicación en la construcción de ingeniería. Rendimiento y comportamiento de ingeniería bajo la acción de materiales. La ingeniería geológica atiende a edificios diseñados y construidos por humanos.
Esta aplicación determina la marginalidad, la interseccionalidad, la amplitud y otras características de la ingeniería geológica. La llamada marginalidad significa que está ubicada en la capa exterior de la disciplina de geología y adyacente a la disciplina de ingeniería. La llamada interseccionalidad significa que las teorías, conceptos y métodos de la disciplina de la ingeniería se absorben y combinan continuamente con la geología en el desarrollo de la disciplina. La llamada integralidad significa que la ingeniería geológica tiene como objetivo resolver problemas y realizar un trabajo integral con la ayuda de los resultados de diversas disciplinas básicas de la geología. La geomecánica, la ingeniería geotécnica y la ingeniería geológica tienen grandes similitudes en los objetos y objetivos de la investigación y son disciplinas estrechamente adyacentes. La geomecánica pertenece al límite de la disciplina de la mecánica y la ingeniería geotécnica pertenece al límite de la disciplina de la ingeniería. Aunque la comprensión geológica de las rocas y los suelos es una base importante para establecer modelos mecánicos y relaciones constitutivas de rocas y suelos, la mecánica de rocas y suelos se inclina más hacia los modelos y la investigación mecánica después del modelado. La ingeniería geotécnica es esa parte de la disciplina de la ingeniería que considera la ingeniería geotécnica como estructuras de ingeniería. Sin embargo, en comparación con otras disciplinas de la mecánica o la ingeniería, la geomecánica y la ingeniería geotécnica requieren más apoyo de las disciplinas geológicas, o es necesario combinar más con las disciplinas geológicas.
5. Estado actual de la investigación de la ingeniería geotécnica ambiental
Con la aparición de los peligros públicos en las décadas de 1950 y 1960, la gente continuó explorando y reflexionando, y obtuvo una comprensión básica. En la actualidad, la investigación extranjera sobre ingeniería geotécnica ambiental se centra principalmente en las propiedades, teoría y control de suelos residuales y suelos contaminados, pero ha logrado grandes avances en nuestro país. Según los problemas actuales involucrados, se pueden resumir en dos categorías: La primera categoría es la interacción entre los humanos y el medio ambiente natural. Estos problemas están motivados principalmente por desastres naturales. Como los desastres sísmicos, la degradación del suelo, las inundaciones y el efecto invernadero. Estas cuestiones suelen denominarse cuestiones macroambientales. La segunda categoría es la interacción entre la vida humana, las actividades de producción e ingeniería y el medio ambiente. Su fuerza motriz son principalmente los propios seres humanos. Por ejemplo, el daño al medio ambiente ecológico causado por desechos tóxicos y nocivos como basura municipal, aguas residuales industriales, líquidos y residuos de desechos; el impacto de las actividades de construcción de ingeniería como pilotes, compactación dinámica, excavación de cimientos y construcción de escudos; en el medio ambiente circundante; el impacto de la extracción excesiva de aguas subterráneas, hundimientos del suelo, etc. Los problemas en esta área se denominan colectivamente problemas microambientales.
6. Perspectivas de desarrollo de la ingeniería geotécnica ambiental
Después de la década de 1990, China entró en un período de construcción de ingeniería a gran escala. Comenzando desde las zonas costeras y expandiéndose gradualmente hacia el interior, se construirán rascacielos, metros, transporte por carretera, túneles, etc. La aceleración de la urbanización continúa planteando nuevos desafíos a la ingeniería geotécnica ambiental. Al mismo tiempo, importantes problemas ambientales como los cambios en el entorno natural, los frecuentes terremotos e inundaciones, la intensificación del efecto invernadero, la erosión y la degradación del suelo también han desencadenado una serie de nuevos problemas de ingeniería geotécnica ambiental. En comparación con los países desarrollados, los ingenieros geotécnicos de mi país enfrentan tareas más arduas. Por un lado, nuestro país se encuentra en un período de construcción de ingeniería a gran escala y hay muchos problemas de ingeniería que deben resolverse, por otro lado, con base en los requisitos del desarrollo sostenible, nos enfrentamos a una severa protección ambiental y; cuestiones de gobernanza. En ingeniería geotécnica ambiental, las siguientes cuestiones deberían estudiarse y abordarse en los próximos años. Entre ellos, los temas occidentales incluyen la construcción y protección del medio ambiente ecológico, la estabilidad regional y la ingeniería subterránea. Los problemas en el este incluyen la deformación inestable del suelo en las grandes ciudades, los recursos hídricos en ríos suspendidos, el entorno acuático, etc. Los problemas que deben resolverse con urgencia en algunas aplicaciones incluyen: (1) Diseño de vertederos sanitarios; evaluación de problemas geotécnicos ambientales regionales en construcciones de ingeniería a gran escala; problemas geotécnicos que afectan el medio ambiente en métodos de ingeniería geotécnica en aplicaciones en gobernanza ambiental; , etc.
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