巖土工程風險分析及應用

田 明

（新疆地礦局物化探大隊，新疆 昌吉 831100）

前言

巖土工程隨著建筑工程的不斷發(fā)展而不斷進步。巖土工程具有設(shè)計復雜，施工難度大的特點。施工人員在巖土工程建設(shè)中，經(jīng)常會面臨著各種風險。這些風險的長期存在很容引發(fā)安全事故。安全事故一經(jīng)出現(xiàn)，將給整個工程帶來很大的經(jīng)濟損失。本文詳細分析了巖土工程的風險，闡述了巖土工程基于風險分析的設(shè)計應用，希望能為相關(guān)人員提供參考。

1 巖土工程風險分析的方法和內(nèi)容

1.1 定值法

定值理論作為巖土工程早期最長、最有效的分析方法。運用安全系數(shù)對工程風險程度進行分析，分析結(jié)果的精準度高，在具體的分析中取得了很好的效果。但建筑項目隨著社會的迅速發(fā)展而不斷增多，風險分析方法的種類也層出不窮，相比較而言這種方法的缺點也顯而易見了。

1.2 概率法

巖土分析中最重要的分析方法之一就是概率方法。比如，在邊坡工程設(shè)計中，除巖土本身的強度外，還存在其他影響巖土安全的因素。運用概率方法對其進行分析，對可能發(fā)生事故的概率可以進行提前預測，并能及時做好預防措施，進而確保施工能順利有效的進行。

1.3 巖土工程設(shè)計的相關(guān)參數(shù)

想要確定設(shè)計參數(shù)是否滿足施工要求，就需要對相關(guān)參數(shù)進行風險評估，這是巖土工程施工中最關(guān)鍵的一項內(nèi)容，對相關(guān)參數(shù)進行準確驗證，能夠保證安全施工；在這一過程中，擬合優(yōu)度檢驗是衡量設(shè)計參數(shù)是否滿足建筑的一個重要部分；簡而言之，擬合優(yōu)度檢驗是一組隨機變量與一些概率分布相一致的檢查，在這個基礎(chǔ)上來檢測統(tǒng)計參數(shù)的準確性，從而進一步確定隨機變量的準確性。

1.4 巖土工程的安全系數(shù)

巖土工程與結(jié)構(gòu)工程的不同之處就是，巖土工程在施工過程中會出現(xiàn)很多不確定的因素，外部的環(huán)境直接影響著施工條件的變化，同時巖土的整體性也會受到外部條件的影響而變化，此外，我們并不十分了解土質(zhì)的具體情況，在施工過程中就需要我們有足夠的安全措施，防止施工安全事故的發(fā)生；巖土工程安全系數(shù)，受系統(tǒng)運行能力下限和需要估值的上限影響。

2 巖土工程基于風險分析的設(shè)計應用

2.1 邊坡與地基工程的可靠性風險

邊坡穩(wěn)定性分析，相應的狀態(tài)方程是根據(jù)極限平衡原理構(gòu)造的，用安全系數(shù)或安全儲備的基本變量函數(shù)關(guān)系表示統(tǒng)計規(guī)律。對于邊坡破壞，它是一種漸進破壞。在邊坡滑動面的基礎(chǔ)上，不同點的破壞概率不同，就需要建立相應的數(shù)學模型。從理論上講，邊坡初始局部破壞是由于滑面上局部破壞的最大概率引起的，然后呈現(xiàn)逐步發(fā)展。破壞強度是剩余強度，破壞層是影響剩余水壓力的主要原因。某種程度上的損害可能導致徹底的破壞。

2.2 裂隙巖體隨機滲流與多場耦合

滲透層水頭的變化和方差減小，水頭的相對距離也隨之變化。滲透系數(shù)和對數(shù)正態(tài)分布相一致。滲透系數(shù)的變化導致下游邊坡的孔隙水壓力和可靠指標的變化，但目前滲透系數(shù)對安全系數(shù)和可靠指標的影響尚不清楚。現(xiàn)在，考慮耦合場的風險分析是不現(xiàn)實的，存在著很大的困難，包括機理和模型本身的研究，以及耦合風險分析理論和參數(shù)變化的影響。

2.3 對邊坡極限狀態(tài)的描述

通常情況下，邊坡的破壞機理基本相同。然而，破壞的判斷數(shù)值卻是不同的。存在一定的差異。針對這些差異，需要進行相應的研究和調(diào)查。事實上，不同的巖體和土體對于不同的位移和變形承載力都有一定的范圍，在一定程度上會對巖土造成一定的破壞。

2.4 地下工程風險

地下工程通常是模糊的、不穩(wěn)定的，它限制了工程人員對地下工程特性和穩(wěn)定性的準確理解，從而導致了風險。這樣的情況對工程的很多方面要求更高了，地下工程分析的結(jié)果需要更加的可靠。巖土工程在地下工程風險分析中的應用主要有兩個方面，即常規(guī)工程按標準和行業(yè)標準，以及對潛在風險的研究。這兩個方面都很重要，對進行系統(tǒng)風險的分析則需要從兩個方面進行全面的分析。巖土工程與其他工程有很大不同。

3 巖土工程風險分析中沒有解決的問題

3.1 不確定因素的描述。目前尚未實現(xiàn)的目標就是怎樣結(jié)合工程的背景，利用有限樣本提供的充分信息，并建立一個完整的基于風險理論的風險分析體系。

3.2 對實際項目的臨近情況分析不夠。巖土工程往往是多場耦合的環(huán)境，復雜的系統(tǒng)變量眾多，往往是非線性的。建立正確的失效模式模型，得到正確的失效機理，研究適合巖土工程風險分析的有限元算法是十分必要的。

3.3 對現(xiàn)代信息技術(shù)應用不夠?？尚哦?、數(shù)據(jù)挖掘和粗糙集技術(shù)等不確定性計算方法在可靠性評估中不能很好地應用，計算精度不高。

結(jié)束語

我們通過對工程的施工條件和巖土工程的了解以后，在進行巖土工程的分析和應用，對確定因素和不確定因素進行全面整合才能得出有效的分析結(jié)果，然后根據(jù)施工規(guī)范得出相應結(jié)論。巖土工程風險分析，對巖土工程建設(shè)提供基礎(chǔ)保障，然而也存在一定很難解決的風險問題，所以我們要加強對其的套索和研究。