研究岩土工程风险分析及应用分析

2016-08-22何萧燃

地球 2016年3期

关键词：定值岩土结构

■　何萧燃

（湖南省核工业地质局301大队湖南长沙410000）

研究岩土工程风险分析及应用分析

■何萧燃

（湖南省核工业地质局301大队湖南长沙410000）

对岩土工程的分析，不能简单的移植其他的可靠性分析方法，它的高复杂性决定了它繁复的风险分析手段。本文先简略介绍了岩土工程，接着从风险分析的内容、方法、应用等方面总结了风险分析的手段和步骤，最后指出了目前仍需改进的问题。

岩土工程风险分析

1　岩土工程综述

经过漫长而复杂的地质作用之后，岩土才得以形成，由于地理环境、形成时间等一系列因素的影响，岩土的性质具有非常大的不确定性，这种不确定性给工程施工应用带来了难度。在结构上岩土是不均匀的；在物理性质上，岩土具有各向异性和非线性，在工程应用时，必须要针对岩土这种不稳定性做出一系列的对策，问题主要体现在以下方面：（1）实验室试验用的岩土与工地实际使用的岩土判断指标存在较大的差异，一些实验测试数据无法直接借鉴；（2）岩土工程计算与风险估算的相关标准不一，没有权威的标准认证；（3）岩土工程应用时的受力大小及荷载分布等数据存在着计算困难的问题。

2　风险分析内容

2.1风险的系统管理

在宏观上，要把控好系统管理风险的手段，包括风险的识别、度量、决策和管理。风险的识别是指能准确鉴别风险；风险的度量是指利用分析工具进行风险评估；风险的决策是指到底要直面还是规避风险；风险的管理是基于以上一系列的分析构造风险模型，做出具体的风险决策。

2.2工程设计的参数

参数设计的过程中，拟合度检验很常见。所谓拟合度检验，就是对已计算好的预测模型进行检验，比较它与实际发生情况的拟合程度，在这个拟合的过程中不断对模型进行修正，从而得到最适合的参数。

2.3施工的安全系数

从微观上来看，风险分析的另一个重点为岩土工程的施工安全系数。因为岩土的结构会随着外界环境条件的改变而改变，土质条件非常不稳定，再加上施工前的勘察测定不到位，对地质条件了解不深入，会导致施工方案的不科学性增大。

3　风险分析方法

3.1定值论

定值论这个方法在岩土工程风险评估中使用时间非常长，使用得非常多，简单来说就是用既定的安全系数来表征结构系统的风险程度，这种分析方法已经发展得非常成熟，一直以来都被施工者沿用。但是，随着时代的推进，科技的发展，这种方法的局限性逐渐凸显，出现了很多其他的分析方法。

3.2子系统分析法

为了确保风险评估的全面性，我们有理由将整个大环境分为若干个子系统，逐个预测分析每个子系统。将大环境按照某个原则分解，这样进行风险评估会更加容易下手，更具有逻辑性；同时也能使工程施工者对整个工程有一个整体的把握，提高风险评估的质量。

3.3概率分析法

基于概率分析法，可以用功能函数Z=R-S来表示结构的极限状态（Z：结构抗力的富裕，R：结构抗力，S：荷载）。对功能函数分析分三种情况：

（1）结构处于极限状态：Z=R-S=0；（2）结构处于可靠状态：Z=R-S>0;（3）结构处于不可靠状态：Z=R-S<0。

在工程应用分析中，依据经验，结构不可靠状态一般出现在地面沉降，桩顶沉降等情况，一般可将R视为定值。在其他情况，若R 和S都无法准确得到，可以通过概率统计知识来分析。标准差均值的关系为：

S、R的相关系数可以表示为概率论分析的本质就是将Z=0作为边界条件，寻找Z<=0的概率。首先要根据R、S的均值、标准差和相关系数建立Z模型，作出M分布曲线，也就是概率密度函数曲线，结构不可靠的概率就是在直线M=0左边的面积。

3.4专家评估法

在进行岩土工程风险分析之前，必须要事先获得结构材料物理特性参数，结构的不确定程度，统计特征数据等等。但由于现场的测试总是有限的，数据难免会不全面或者出现疏漏。为了弥补这个缺陷，我们可以适当听取专家的意见。研究岩土工程方面的专家可以指导施工人员计算得到参数的大概范围。经验与统计显示，在小样本测试的情况下，应更加注重专家的建议，甚至将其置于主要地位。而当工程数据充足而可靠时，在进行可靠性分析的同时也应参考专家的意见。