摘 要:近年來我國經(jīng)濟(jì)取得了穩(wěn)定較快的發(fā)展,巖土工程的施工規(guī)模也越來越多。在巖土工程中需要利用新的研究方法來了解和認(rèn)識(shí)現(xiàn)有的施工條件,將工程中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行合理的規(guī)避,建造出更加優(yōu)質(zhì)的工程項(xiàng)目。本文就巖土工程的風(fēng)險(xiǎn),以及對巖土工程的風(fēng)險(xiǎn)管理方法和應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)細(xì)致的論述。
關(guān)鍵詞:巖土工程;風(fēng)險(xiǎn);應(yīng)用;不確定性
在巖土工程中進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析,就是對工程中可能出現(xiàn)的異常事件進(jìn)行合理的規(guī)避,實(shí)現(xiàn)安全與經(jīng)濟(jì)的有機(jī)統(tǒng)一。但是,在巖土工程中進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析以及根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí),還存在著一些不利因素。例如,如何才能準(zhǔn)確合理的對不確定因素進(jìn)行描述,如何才能詳細(xì)細(xì)致的分析巖土工程的臨界情況等,這是我們下一步進(jìn)行研究的重點(diǎn)。
一、巖土工程的風(fēng)險(xiǎn)分析
(一)工程中的風(fēng)險(xiǎn)管理
在對巖土工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)時(shí),必須要綜合考慮定量估計(jì)和定性估計(jì),將工程中的不確定因素和不穩(wěn)定情況進(jìn)行系統(tǒng)的、綜合性的描述。因此,在巖土工程中,進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理時(shí),一般需要按照以下5個(gè)步驟依次進(jìn)行:
1.風(fēng)險(xiǎn)級別:對巖土工程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)來源以及其他不確定、不穩(wěn)定的因素進(jìn)行鑒別。
2.風(fēng)險(xiǎn)的量化和度量:對巖土工程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤以及風(fēng)險(xiǎn),必須利用主觀和客觀的概率進(jìn)行評價(jià),同時(shí)還需要明確風(fēng)險(xiǎn)的來源與受其影響的事務(wù)之間的關(guān)系。
3.風(fēng)險(xiǎn)評價(jià):這一過程主要是對以上風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)工程和風(fēng)險(xiǎn)管理之間進(jìn)行合理有效的連接。
4.風(fēng)險(xiǎn)決策:針對巖土過程中所做決策帶來的成本、效益以及風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系進(jìn)行評估,合理接受最小風(fēng)險(xiǎn)以及規(guī)避最大的風(fēng)險(xiǎn)。
5.風(fēng)險(xiǎn)管理:對巖土工程中可能導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)的因素進(jìn)行合理的量化和估計(jì),進(jìn)而建立合理的風(fēng)險(xiǎn)評估模式,做出風(fēng)險(xiǎn)決策。
(二)工程風(fēng)險(xiǎn)分析方法
巖土工程的項(xiàng)目建設(shè)是一個(gè)繁復(fù)多雜的系統(tǒng),其中任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)都可能導(dǎo)致工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的問題,影響工程項(xiàng)目的正常使用。因此,我們在巖土工程項(xiàng)目建設(shè)之初,就應(yīng)該具備高度的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí),利用合理的風(fēng)險(xiǎn)評估方法以及管理方法,最大可能的規(guī)避一切可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)情況,以期減小風(fēng)險(xiǎn)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。
1. 定值法
目前,在我國的巖土工程項(xiàng)目中,對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估和管理時(shí),使用最多最頻繁的就是定值法。定值法主要就是在巖土工程建設(shè)時(shí),采用一定的安全系數(shù)對工程的風(fēng)險(xiǎn)程度按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量和估算。但是由于采用定值法對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估時(shí),由于考慮因素單一,已不能滿足巖土工程的安全可靠施工需求。
2.不確定性風(fēng)險(xiǎn)分析理論
巖體的不確定性不僅表現(xiàn)在主觀上,即載荷環(huán)境初始應(yīng)力場以及介質(zhì)地質(zhì)環(huán)境巖性參數(shù)等,還表現(xiàn)在客觀上,即對巖體變形破壞機(jī)理認(rèn)識(shí)不清以及對對巖土力學(xué)的分析模擬不到位等。巖土的這種不確定性在時(shí)間和空間上都有反應(yīng),主要來源于地質(zhì)因素、固有非均質(zhì)等等??紤]到以上諸多因素對巖土工程可靠性造成的影響,可以采用極限狀態(tài)函數(shù)作為巖土工程風(fēng)險(xiǎn)評估的計(jì)算模式。所以可以說,模型的不確定性計(jì)算和分析,在巖土工程的風(fēng)險(xiǎn)評估以及可靠度分析中占據(jù)著十分重要的地位,也是對模型進(jìn)行校準(zhǔn),以便于精確計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)的有效方法。
二、 基于風(fēng)險(xiǎn)分析的工程應(yīng)用
(一) 邊沿、地基工程可靠度風(fēng)險(xiǎn)
對邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析時(shí),就需要在一定的環(huán)境下根據(jù)極限平衡理論建立其數(shù)學(xué)表達(dá)式,然后其基本變量,及安全系數(shù)或者是安全儲(chǔ)備等,來表達(dá)出其在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的規(guī)律。而對于邊坡破壞而言,由于這是一種漸進(jìn)性的破壞,就需要有針對性的建立數(shù)學(xué)模型,重點(diǎn)表述出各個(gè)破壞點(diǎn)之間在破壞概率上存在的異同。單純的進(jìn)行理論分析時(shí),我們可以發(fā)現(xiàn),在滑動(dòng)面局部破壞概率最大的地方最先發(fā)生邊坡初始局部破壞,隨著時(shí)間的慢慢推移,已經(jīng)破壞 的條分強(qiáng)度為殘余強(qiáng)度值,剩余水壓力必須未破壞層來進(jìn)行承擔(dān)。因此,一旦破壞達(dá)到了一定的程度,就會(huì)出現(xiàn)整體破壞。
(二)邊坡極限狀態(tài)描述
從根本上來說,出現(xiàn)邊坡破壞的原因大體上都是相同的,區(qū)別主要在于破壞的判據(jù)量數(shù)據(jù)不同。因此,針對不同類型的巖土體,必須考慮其在發(fā)生位移變形時(shí)所能承受的壓力范圍。如果規(guī)劃的不好,當(dāng)出現(xiàn)較大程度的位移時(shí),就會(huì)超出巖土體本身所能承受的能力,進(jìn)而造成較大范圍的破壞。尤其是在深基坑開挖后,必須充分考慮邊坡體以及地表所可能發(fā)生的最大程度的位移和變形,以保證在最不利的情況下,仍然具有一定的穩(wěn)定性。
(三)裂隙巖體隨機(jī)滲流和多場合耦合
雖然從理論上進(jìn)行分析可知,滲透系數(shù)是股從對數(shù)正態(tài)分布的。但是滲透層會(huì)導(dǎo)致水頭變異,并使得方差減小以及水頭相關(guān)距離發(fā)生變化。所以,下游邊坡上孔隙水壓力以及邊坡的可靠性指標(biāo)等也會(huì)隨著滲透系數(shù)的變化而變化。但是,就安全系數(shù)和可靠系數(shù)來說,其本身受滲透系數(shù)的影響到底有多大,目前還沒有十分成熟的定論,這個(gè)問題還需要進(jìn)一步進(jìn)行研究 。同樣的,對耦合場進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析,也存在著諸多困難。這不僅包括對耦合場機(jī)理以及其模型的研究,還包括耦合風(fēng)險(xiǎn)分析理論以及參數(shù)變異的影響等。所以說,對于耦合場的風(fēng)險(xiǎn)分析也不太現(xiàn)實(shí)。
(四)地下工程風(fēng)險(xiǎn)
眾所周知,相對于地上工程來說,地下工程具有更大程度的模糊性以及不穩(wěn)定性,這也就導(dǎo)致人們不能準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)地下工程的變形破壞特性以及其穩(wěn)定性。但是,相對于地上工程,地下工程在參數(shù)反演以及模型識(shí)別等方面,卻要求更準(zhǔn)確、更可靠的工程分析結(jié)果。目前,人們主要是依據(jù)以下兩種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行巖土工程的設(shè)計(jì)應(yīng)用:第一,就是依照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和各種規(guī)范所進(jìn)行設(shè)計(jì)工程,這是一種比較傳統(tǒng)的常規(guī)的做法。第二種就是將主要精力放在工程的風(fēng)險(xiǎn)研究上,以期能夠更好地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),減少出現(xiàn)極限狀態(tài)的概率。但是在工程應(yīng)用中,主要是采用第一種方法,第二種方法主要局限在大型的工程和建筑上,并采用定值法進(jìn)行計(jì)算,輔助以概率法進(jìn)行綜合評定。
三、總結(jié)
在對巖土工程的施工條件進(jìn)行全面細(xì)致的了解后,就可以根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定,對巖土工程中可能出現(xiàn)的不確定因素以及不穩(wěn)定情況進(jìn)行歸納整合,進(jìn)而得出相應(yīng)的結(jié)論??梢哉f,在信息化時(shí)代的背景下,利用現(xiàn)代化技術(shù)對巖土工程進(jìn)行合理的風(fēng)險(xiǎn)分析將對巖土工程的建設(shè)起到?jīng)Q定性的作用,具有非常重要的研究價(jià)值。
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