巖土工程風(fēng)險(xiǎn)分析及應(yīng)用探究

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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(jí)別：對(duì)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(duì)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(píng)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(píng)價(jià)：這一過程主要是對(duì)以上風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)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(duì)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(píng)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(duì)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(píng)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?cè)趲r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(píng)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(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)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(duì)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(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)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(duì)巖體變形破壞機(jī)理認(rèn)識(shí)不清以及對(duì)對(duì)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(duì)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(píng)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(píng)估以及可靠度分析中占據(jù)著十分重要的地位，也是對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(píng)定。

三、總結(jié)

在對(duì)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(duì)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(duì)巖土工程進(jìn)行合理的風(fēng)險(xiǎn)分析將對(duì)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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