摘要：提出用可持续发展、系统工程的观点和数据挖掘技术进行环境岩土工程问题分析， 结合实例论述了数据挖掘技术在环境岩土工程中的应用；提出在问题分析时，将岩土体及其环境要素视为一个系统，环境岩土工程分析主要是探讨系统各部分的协调性。 

关键词：环境岩土工程； 系统工程；数据挖掘； 

环境岩土工程是一门新兴的交叉学科，它研究的主要内容是岩土工程活动中所涉及的环境问题以及环境变化所带来的工程问题。如果仅将自然地质灾害的研究内容及环境工程、岩土工程中的某些研究内容照搬过来，而在理论观点、研究与分析方法等方面没有独特之处，仅是学科名称有差别而已，也就失去了它应有的实际意义。因此有必要对该学科的研究与分析方法进行深入的探讨，以形成它独特的研究思路与风格。环境岩土工程学之所以是交叉学科，主要因为它是岩土工程学与环境科学两大学科的相互渗透所形成的。 

1 可持续发展的观点 

可持续发展的观点首先要求提高人们的环境意识，认为环境意识是可持续发展战略的基本条件；可持续发展的观点强调的是“ 发展”，但它认为环境保护是发展过程的一个重要组成部分，并将它作为衡量发展的质量、水平和程度的标准之一，可见环境的重要性；可持续发展问题是全人类的问题，而不是一个国家或地区的问题，所以发展一定要有整体观念。可持续发展的观点可概括为生态观、社观、经济观和技术观。可持续发展的内涵是很广泛而丰富的，这里仅讨论与环境岩土工程有关的问题。按照可持续发展的观点，发展是受限制的。发展要满足当代人的需求，但必须保持子孙后代发展的潜力，不能损害子孙后代的利益。按照传统的观点，地基处理方案选择的原则是安全适用、技术先进、经济合理、施工方便。但引入可持续发展的观点后，还应充分考虑环境因素，也就是说，地基处理方案还必须有利于环境保护。可持续发展的生态观要求保持好各种陆地和水体的生态系统、农业生态系统等生命支持系统以及有关过程的动态平衡。发展必须以保护自然为基础，它必须保护世界自然系统的结构、功能和多样性。按这一观点，在岩土工程治理过程中，应尽量保持原地质体不被破坏。如地基处理，应尽量采用浅埋方案，不采用桩基础，这一简单的原则似乎并无深奥之处，但在经济利益的驱使下实施起来是困难的。在实际工作中存在采用桩基比采用浅埋筏基更经济的情况。从局部利益来讲，采用桩基获得了较好的经济效益，从全局来讲，采用桩基（如钻孔灌注桩）要产生大量的垃圾土，增大了垃圾的数量，如果将垃圾处理的费用也考虑在内的话，此方案就不一定是最佳方案。 

2 系统工程理论 

这是环境工程界研究的热门问题，它就是用系统工程的理论、观点和方法去解决环境问题。系统工程是一门处于发展阶段的新兴学科，其应用十分广阔，也遍及很多领域。近年来在很多学科产生了以系统工程为基础的分支学科，如社会系统工程、能源系统工程、水资源系统工程、环境系统工程等，所以非常有必要进行岩土系统工程的探讨和研究，以此为突破口进行系统工程在环境岩土工程中的应用研究。系统是由相互作用、相互依存的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体，系统可以由若干个相互关联的子系统组成。系统分为自然系统、人工系统和复合系统。系统工程的研究对象是大型复杂系统和人工系统，其研究内容是组织协调系统内部各要素的活动、使各要素为实现整体目标发挥适当作用，目的是实现系统整体目标的最优化，是一门现代化的组织管理技术，是沟通自然科学与社会科学、技术科学与人文科学的跨许多学科的边缘科学。系统工程的方法是采用三维结构，即时间维、逻辑维和知识维。时间维表示系统工程活动的全过程，包括规划、生产和动行等；逻辑维是在时间维的每一个阶段内所要进行的工作和遵循的思维过程，其步骤分为明确问题、目标选择、系统方案综合、系统分析、系统优化、决策、实施；知识维是指为完成上述各阶段和各步骤所涉及到的专业知识、技能和方法。系统工程的原则是整体性原则（在时间和空间上，总体功能大于各部分功能之和）、综合性原则（目标、决策、结果和途径的多样性）、优化性原则（不追求各部分的最优，而是追求整体目标的最优化）、模型性原则（对系统进行抽象与概化，建立数学物理模型）。深基坑工程可以看作是一个由软、硬件共同构成的复合系统，它是有反馈的，开放的，是由岩、土、水体、周围建筑、管线、地质条件、支护结构、支护方法、施工工艺、降水方法、施工人员、设备、周围地面堆积物等共同组成。系统的目标是保证支护结构、坑壁及周围建（构）筑物等系统要素协调工作，系统的输入为施工方法、边界条件等，输出为周围建筑、坑壁和管线等的工作状况。深基坑工程中采用的岩土工程信息化（动态）设计与施工符合系统工程的思想和观点。但模型的建立不单是采用一般的数学、物理模型，而且系统动力学模型、状态空间模型等，同时建立计算机仿真系统，根据仿真试验求取模型参数，对系统进行静态和动态优化，最后对系统的可靠性和风险性作出评价，预测各种可能发生的不良后果。按系统工程整体性的原则，系统工程活动应贯穿工程建设的全过程。对于一个大型工程建设项目，如大的矿区或电站，环境岩土工程问题的研究应从可行性研究阶段、初设、施工图设计到施工过程以至投产之后，而不是只将研究停留在施工过程中。而且在可行性研究阶段，环境岩土工程的评价应作为一个重点，以此作为项目可行性的决策依据之一。对工程中可能存在的环境问题事先作出预测，以便采取可靠的预防措施，使岩土环境问题的研究贯穿到整个项目的规划和决策之中，这样才能获得更好的经济效益、社会效益及环境效益，实现局部的有效运转到整体的优化。在工程项目投入运营之后，一个地区的自然环境、社会环境和地质环境都会发生大的变化。由于环境的改变，可能会产生一系列的岩土工程问题，而这些往往被人们所忽视。如在我国西部，黄土的含水量较低，会有较强的湿陷性。在工程项目建成后往往由于地表被建（构）筑物、植物等覆盖而使蒸发量减小，含水量升高，导致黄土的湿陷，产生地表变形。所以，投产之后的岩土环境问题也是不容忽略的。 

3 数据挖掘技术 

概念与技术目前，人工智能技术在环境岩土工程中的应用越来越广泛，国内外很多著名学者在这方面进行了大量研究。Fairhurst 提出用模糊数学结合专家系统解决隧道支护问题；孙均、罗国煜、冯夏庭等在盾构施工引起的地表变形、地壳稳定性分析及岩体力学等方面进行了大量的智能化研究，并开发出相应的专家系统，在科研和生产中发挥了积极的作用。但人工智能及专家系统在发展过程中面临的主要问题是专家知识的获取，尤其是经验知识的获取，这已成为专家系统的“瓶颈”。数据挖掘正是应这一问题而诞生的，它的主要任务就是进行知识获取和知识发现。预测是数据挖掘的主要任务之一，而环境问题的本质和核心就是预测，且任何情况下的预测和决策都是基于数据的。另外对于岩土工程的定量和定性分析，与其说是计算，不如说是预测。绝大部分的岩土工程计算，其实质都是预测。科学史证明，方法的革命必然导致科学的革命，所以利用数据挖掘技术进行岩土环境问题的分析和研究有着广阔的发展前景并必将取得令人鼓舞的成就。 

4结 语 

环境岩土工程研究的对象不单是岩土体，还包括与之相关联的其它环境要素。如果可持续发展的观点主要强调时间上各系统要素的协调性，那么系统工程则更侧重强调空间上的协调性。岩土工程主要是研究稳定性问题，环境岩土工程研究的主要任务则从稳定性上升到协调性。在进行环境岩土工程问题分析时，首先要树立强烈的环境意识，将环境岩土工程问题提到可持续发展高度，注意协调局部与总整、现在与未来的关系。数据挖掘技术是一个具有创新性的研究领域，在环境岩土工程方面有很大的发展潜力。利用这一技术，通过对现有的各种信息的深入分析，提取规则，总结规律，预测未来，它对环境岩土工程问题的研究将会起到巨大的促进作用。