巖土設計中可靠性的探究

余國強

[摘要]隨著各種工程建設技術的大力發(fā)展與進步，巖土設計的應用和普及已成為現(xiàn)代網(wǎng)絡技術發(fā)展的一種必然趨勢，為更好的發(fā)展和支持巖土設計項目的進步，促進光其在工程建設領域的應用，巖土工程的可靠性設計基于大量的參數(shù)的基礎，還具有一定的應變性，是基礎工程設計理念最核心的一塊，也是研究里最受關注的一塊。

[關鍵詞]巖土工程 設計 可靠性

[中圖分類號] P62 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-350-1

1我國巖土工程可靠性理論的發(fā)展

巖土工程可靠性原來的含義是指一個人是否守信義，或者人們對某市某物是否真實的一種主觀判斷行為，可靠性概念無法測度，比較模糊。在第二次世界大戰(zhàn)期間，為了提高軍事器材的使用效率，軍事專家需要對器材具有一個準確的認識，因此，出現(xiàn)了采用統(tǒng)計學方法和概率論方法來分析和研究器械元件可靠性的活動。在世界大戰(zhàn)之后，人們逐漸認識到可靠性分析的重要性，于是抓緊對可靠性進行研究，從而形成了一門新的學科門類――可靠性工程學。在上世界中葉的時候，可靠性工程學開始運用于土木工程領域，從而開啟了巖土工程分析設計的新紀元。

2我國巖土工程可行性分析的發(fā)展

巖土工程可行性研究存在的不足：我國對于巖土工程的可行性理論的引進和研究是從上世紀70 年代后期開始的，距今已有三十多年的發(fā)展歷史。在這個過程中，巖土工程的可行性研究呈現(xiàn)出自己的發(fā)展特點，主要表現(xiàn)為：巖土工程可行性研究起步較晚，發(fā)展速度較快，可行性研究面很廣，規(guī)模龐大，在某些方面已經(jīng)達到了世界先進水平。然而，我國對于巖土工程的可行性研究也存在不足，主要表現(xiàn)在：巖石方面的可行性研究比較少，巖土動力學的研究不夠充分，巖土工程的特點沒有得到研究者的關注，巖土力學物理機制與可靠性研究之間的結(jié)合不夠緊密，有些方面的研究不夠深入等。巖土工程可行性研究取得的成績：在30 年的可靠性研究發(fā)展過程中，取得了不小的成績，發(fā)表了一系列的學術論文和專著，其內(nèi)容很廣泛，包括可靠性理論的系統(tǒng)論述，關于建筑工程中的沉降概率情況分析，巖土參數(shù)的統(tǒng)計規(guī)律和滲透問題，以及巖土參數(shù)的數(shù)學統(tǒng)計模型等。這些成果的取得集中反映了我國在可靠性研究領域的進展情況。

3巖土工程可靠性設計需要解決的問題

巖土工程可靠性設計需要解決許多問題，這些問題包括：對收集、觀察或者試驗獲得的數(shù)據(jù)進行分析處理，其中獲得的數(shù)據(jù)包括巖土的屬性、周圍環(huán)境以及荷載等，處理的內(nèi)容很多，包括統(tǒng)計參數(shù)的預測和計算，巖土工程設計參數(shù)的概率分布擬合度的驗證等；對巖土工程現(xiàn)場進行勘察和取樣，并進行初步的試驗設計；采取合適的壓實技術，使用合適的質(zhì)量控制措施；通過計算，分析破壞概率與安全系數(shù)之間的關系；巖土工程安全度與工程造價之間的關系；差異沉降與總體沉降之間的關系；工程實例的經(jīng)濟分析以及安全分析；在不確定條件下對巖土工程進行優(yōu)化處理和決策制定等。

4我國巖土工程可靠性施工技術應用現(xiàn)狀

4.1地基處理技術

在對各國成熟地基處理方法進行研究和運用后，我國也形成了符合國土狀況的巖土工程施工技術，。自從運用了我國自我開發(fā)的這些地基處理技術，不僅在資源上得到了大大的節(jié)約、降低了工程成本，還減少了污染，提高了城市環(huán)境質(zhì)量，而且所形成的地基復合樁土應力比更加完美；

在對樁基和復合地基進行研究后，我國開發(fā)了鋼筋混凝土疏樁復合地基，這是介于兩者之間的新型地基基礎形式，這將充分發(fā)揮出樁基間的承載作用，通過樁和土來負載整個建筑的重量，減少地面承重過高發(fā)生地面下沉的現(xiàn)象發(fā)生。

4.2基礎工程施工技術

研發(fā)了后壓漿樁技術。這個與傳統(tǒng)的前壓樁式灌漿技術不同，它是對已經(jīng)成型的樁進行灌漿加固的一種先進技術。這種技術可以有效提升樁的抗壓力，降低樁基的下沉量；巖土工程施工中混凝土預制樁的設置也有很大的技巧，要多關注施工地區(qū)的環(huán)境優(yōu)勢，必要的時候采用預鉆孔法可以起到良好的施工效果，這個方法許多場地寬闊的工程都會采用。

5巖土工程可靠性設計現(xiàn)狀

5.1我國巖土工程可靠性設計現(xiàn)狀

隨著設計工作的不斷開展，我國的結(jié)構設計已經(jīng)在概率法和極限狀態(tài)的基礎上采用了分項系數(shù)設計，與之相比較的話，巖土工程的設計工作進行的確比較遲緩。在我國，除了樁基的研究設計在世界范圍內(nèi)比較有影響力之外，其它的巖土工程設計水平都非常有限。

5.2巖土工程的特性

巖土工程的設計不足除了與研究歷史比較短，資金投入力度不夠大等外部因素直接相關之外，其很大一部分也是由巖土工程自身的特性決定的。與結(jié)構工程相比，巖土工程的特點非常明顯，主要表現(xiàn)在三個方面：（1）巖土工程具有天然性。眾所周知，結(jié)構工程所使用的材料都是后天人們自己加工的，比如鋼筋混凝土等，其參數(shù)可以通過大范圍的調(diào)查以及人為設定來獲得。而相比之下，巖土工程面對的對象具有天然的屬性，比如土和巖石等，這些物質(zhì)的屬性是自然確定的，人們無法對其進行變化，而只有通過特定的試驗來取得。（2）巖土性能隨位置不同而變化。一般來講，不同地方的巖土其性能指標是不一樣的，此外，即使是同一個地方，隨著巖土深度的變化，其性能也會發(fā)生變化。

6巖土工程勘察規(guī)范

鑒于以上情況，《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-94）在極限狀態(tài)與概率法的問題上，只作了一些原則的規(guī)定。如由于巖土工程自身的特性以及我國巖土工程設計發(fā)展水平，在《巖土工程規(guī)范》（GB50021-94）中，對相關的概率法以及極限狀態(tài)只進行了原則性的規(guī)定。比如，第12.14 條規(guī)定：巖土工程的定量分析可采用定值法，對特殊工程需要時可輔以概率法進行綜合評價。第12.15 條規(guī)定了勘察成果報告中，應按不同情況提供巖土參數(shù)值。

7結(jié)束語

由于巖土工程的設計參數(shù)具有不穩(wěn)定性，因此在對巖土工程進行可靠性設計時，要針對工程具體情況和實際特點進行隨機應變，不能把原來固定的設計方案生搬硬套的進行運用。

參考文獻

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