廖 瑛,樊伯旺

(苏州科技大学 土木工程学院，江苏 苏州 215011)

基坑工程是一项理论与实践相结合的岩土工程，也是一项风险大、难度大、投资高的基础性工程。为了确保基坑工程在施工过程中的稳定并将周围土体的变形控制在一定范围内，在场地受限的开挖范围内必须要对坑壁进行有效的支护和加固，因而基坑支护结构的稳定性研究是一项重要的课题。目前，基坑支护结构稳定性与变形的验算方法主要采用定值的安全系数法[1]，即将抗力效应与荷载效应的比值作为安全系数来衡量结构的安全程度。由于这种方法将土体视作均匀介质，没有考虑到如土体抗剪强度指标、地下水埋深、土层厚度及重度等都是随时空变化的、都不可避免地具有随机性和变异性等不确定性特点，因而安全系数法并不能客观、合理地反应基坑支护结构实际的安全程度。而基于概率论与数理统计的结构可靠度理论充分考虑了计算参数的不确定性特点，可以采用响应面法、一次二阶矩法、蒙特卡罗法、优化算法等方法计算结构的可靠指标及失效概率，利用概率定量地度量结构的可靠性[2-6]，较之于安全系数法可以做到更加科学、全面地对工程结构的可靠性作出判断。

1 响应面法

当基本随机变量对系统的响应不能建立明确的表达式反应它们之间的映射关系时，就需要利用响应面法拟合一个响应面来模拟实际问题的功能函数。响应面函数的建立是响应面法的关键，它应在描述真实情况的前提下做到尽可能的简单，在结构可靠度分析时一般常取为二次多项式形式：