論提高巖土工程設(shè)計(jì)可靠性的有效措施

肖晶晶

巖土工程與結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行比較，存在很多的相同支出，在對巖土工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，對于該種狀態(tài)需要采用需要獨(dú)立、有限個參數(shù)進(jìn)行確定，但是根據(jù)是設(shè)計(jì)的過程中來看，巖土工程具有一個非常顯著的特征就是它具有一定的非確定性，在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，模型的建立主要是在概率論及數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)之上。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，會采用安全系數(shù)的方法進(jìn)行表示。在新時期下，由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對于傳統(tǒng)、落后的安全系數(shù)方法已經(jīng)無法滿足施工企業(yè)的發(fā)展需求，而且對巖土工程的總體設(shè)計(jì)的質(zhì)量也會造成嚴(yán)重的影響，同時引起了社會的關(guān)注和重視。施工企業(yè)要想更好的順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，就要在與很大程度上保證巖土工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量，不斷提高巖土工程設(shè)計(jì)的可靠性。

1 提高巖土工程設(shè)計(jì)可靠性的方法

1.1 一次二階矩分析法

一次二階矩分析法在巖土工程可靠性設(shè)計(jì)中是比較常用的一種方法，主要是根據(jù)其展開點(diǎn)可以將其分為兩種方法，一種是驗(yàn)算點(diǎn)法，一種是中心點(diǎn)法，一次二階矩分析法由于計(jì)算比較簡單，主要以獨(dú)立的隨機(jī)變量作為前提，從而建立可靠指標(biāo)的求解公式，在巖土工程可靠性分析中得到了廣泛的應(yīng)用看，并且其效果也非常顯著[1]。但是該種方法在實(shí)際應(yīng)用的過程中，一定要注意以下兩個問題：①由于土性指標(biāo)具有非常強(qiáng)的互相關(guān)性和自相關(guān)性，一次二階矩分析法在應(yīng)用的過程中，對變量的相關(guān)性是不要進(jìn)行考慮的，所以會出現(xiàn)一定的問題，導(dǎo)致所計(jì)算出的可靠性的指標(biāo)具有一定的差異性；②一次二階矩分析法比較適合應(yīng)用在非線性程度不是很高的極限狀態(tài)中，而對于非線性程度比較高的極限狀態(tài)來講，會存在求導(dǎo)比較困難的現(xiàn)象。

1.2 蒙特卡羅分析法

在巖土工程可靠性設(shè)計(jì)中，除了蒙特卡羅分析法比較常用以外，還有一種比較經(jīng)常使用的方法就是蒙特卡羅分析法。蒙特卡羅分析法主要是采用數(shù)值模擬的方式，先對建筑地點(diǎn)的巖土進(jìn)行大量的抽樣，之后在對其樣本進(jìn)行不斷的分析，之后，再將其樣本值直接引入其中進(jìn)行詳細(xì)的分析，借助其分析的結(jié)果從而確定它的可靠性，在以上工作完成自后，在根據(jù)工程失效率的詳細(xì)情況，對結(jié)構(gòu)的失效率進(jìn)行全面的估算[2]。蒙特卡羅分析法在巖土工程可靠性設(shè)計(jì)過程中，由于隨機(jī)量與模擬速度兩者之間不存在任何的關(guān)系，而且在模擬過程和極限狀態(tài)的復(fù)雜程度兩者之間也沒有任何的關(guān)系，所以在用的過程中，比較簡單、便捷，而且蒙特卡羅法也是目前檢驗(yàn)其它方法計(jì)算精確度的唯一一種方法，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持與配合下，在提升計(jì)算的精度的同時，也是其計(jì)算的數(shù)據(jù)更加接近實(shí)際情況，在整個巖土工程設(shè)計(jì)過程中占據(jù)著主要的地位，并且可以有效提高工程的可靠性

1.3 響應(yīng)面分析法

響應(yīng)面法也是一種比較常見的可靠性的分析方法，主要是利用響應(yīng)面模擬極限狀態(tài)的曲面從而失效模式進(jìn)行全面的分析，響應(yīng)面分析法在巖土工程可靠性設(shè)計(jì)過程中，一般情況下，循環(huán)的次數(shù)會直接受到隨機(jī)變量的影響，隨機(jī)變量的數(shù)量一旦超過規(guī)定的數(shù)量，其所計(jì)算的失效率就會在很大程度上無法得到有效的保證，除此之外，如果輸入變量的變化程度比較小，或者輸出變量發(fā)生了突變，響應(yīng)面分析法都會出現(xiàn)無法適應(yīng)的現(xiàn)象[3]。

1.4 隨機(jī)有限元分析法

隨機(jī)有限元法在巖土工程設(shè)計(jì)可靠性中具有一定的積極作用，可以將兩種方法進(jìn)行有效的結(jié)合，比如：概率統(tǒng)計(jì)、確定性分析等。隨機(jī)有限元分析法主要是通過對于工程的統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行計(jì)算，并對其進(jìn)行可靠性進(jìn)行分析。根據(jù)目前情況來看，隨機(jī)有限元分析法主要有兩種方式，一種是將隨機(jī)量離散化，另一種是將函數(shù)轉(zhuǎn)化為功率譜的密度函數(shù)。通過采用隨機(jī)有限元法從而獲得比較精確的可靠性的分析結(jié)果，近些年，在巖土工程中隨機(jī)有限元分析法具有顯著的效果，在巖土工程質(zhì)量上起著極為關(guān)鍵的作用，并且其應(yīng)用前景也會非常的廣闊的，隨機(jī)有限元法不僅可以更加客觀、合理地對各個項(xiàng)目的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，還可以在分析的過程中注重一些物理性的概念。巖土工程可靠性設(shè)計(jì)在巖土工程質(zhì)量上也起著極為關(guān)鍵的作用，所以要不斷地提高巖土工程設(shè)計(jì)的可靠性，從而滿足巖土工程的實(shí)際要求。

2 提高巖土工程設(shè)計(jì)可靠性的有效對策

2.1 土坡設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性

在巖土工程設(shè)計(jì)的過程中，要想保證巖土工程的可靠性，就要提高土坡設(shè)計(jì)過程中的穩(wěn)定性，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式中，設(shè)計(jì)人員對各個項(xiàng)目的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的過程中，雖然數(shù)據(jù)已經(jīng)非常精確，但是根據(jù)地實(shí)際情況來看，及計(jì)算的數(shù)據(jù)依然無法隨機(jī)的因素進(jìn)行有效、合理的控制，對于失敗的概率也一依然無法進(jìn)行估測[4]。因此，為了更好的提高巖土工程設(shè)計(jì)的可靠性，經(jīng)過不斷的探索與研究，采用不同的方法對其進(jìn)行加固，從而進(jìn)步提高多種巖土工程的可靠性。例如：設(shè)計(jì)人員可以采用響應(yīng)面法、運(yùn)動單元法等：①對不穩(wěn)定區(qū)域的規(guī)模和土坡的安全系數(shù)進(jìn)行有效的確定；②再通過利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對其進(jìn)行詳細(xì)的模擬和計(jì)算，從而可以提高數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度和巖土工程的可靠性，在很大程度上可以為工程的建設(shè)和發(fā)展提供有力的依據(jù)。

2.2 地基設(shè)計(jì)的可靠性

除了提高土坡設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性，還要不斷提高地基設(shè)計(jì)的可靠性。地基的穩(wěn)定性在工程中起著極為關(guān)鍵、不可忽視的作用，要想保證地基的穩(wěn)定性，就要利用以上提高可靠性的方法來對地基進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，與此同時，并對建筑的可靠性指標(biāo)進(jìn)行全面性的分析，使地基不僅不會超出容許的承載力，還會減少對建筑地點(diǎn)基坑周圍環(huán)境大面積的迫害，使其在很大程度上，可以保證地基巖土性質(zhì)高強(qiáng)度的穩(wěn)定性[5]。

2.3 提高設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技術(shù)和綜合素質(zhì)

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中起著決定性的作用，所以要注重設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)以及專業(yè)的設(shè)計(jì)水平，使設(shè)計(jì)人員可以在工巖土工程設(shè)計(jì)中做好各項(xiàng)工作：①設(shè)立專門的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，由于設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)和能力與設(shè)計(jì)結(jié)果的可靠性有著直接的關(guān)系，并且在展開設(shè)計(jì)的過程中，每個環(huán)節(jié)都有人為的參與，就會出現(xiàn)由于疏忽出現(xiàn)不精確現(xiàn)象的發(fā)生。所以要對巖土工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行專業(yè)知識的培訓(xùn)和指導(dǎo)，加強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)，并讓他們意識到工程質(zhì)量安全的重要性和必要性，可以認(rèn)真對待海量的數(shù)據(jù)和報告[6]。還可以讓經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員分享自己的經(jīng)驗(yàn)，從而提高設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)和專業(yè)的管理水平；②要根據(jù)設(shè)計(jì)過程中的實(shí)際情況，建立完善的設(shè)計(jì)人員的管理制度，確相關(guān)規(guī)范，對設(shè)計(jì)人員進(jìn)行合理、科學(xué)的管理，從而保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步保障工程安全性和整體的質(zhì)量；③制定健全的激勵機(jī)制和考核機(jī)制，可以提高設(shè)計(jì)人員對工作的責(zé)任心和主動性，充分發(fā)揮他們自身的職能作用，優(yōu)化管理方式，并在激勵機(jī)制的作用下激發(fā)設(shè)計(jì)人員的積極性，提高巖土工程設(shè)計(jì)的可靠性，為提高巖土工程設(shè)計(jì)的可靠性奠定良好的基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

綜上所述，社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，推動了施工企業(yè)的發(fā)展。施工企業(yè)要想更加穩(wěn)固的前進(jìn)，就要保證工程工程的質(zhì)量，不斷提高巖土工程設(shè)計(jì)的可靠性。在工程建設(shè)的過程中，巖土工程設(shè)計(jì)的可靠性是極為重要，不可忽視的一個環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員不僅要了解巖土的各個特性，而且還要采用不同的方法提升巖土工程設(shè)計(jì)的可靠性，同時，還要對人為因素進(jìn)行合理的控制，從多個方面進(jìn)行入手，以使施工企業(yè)可以順利進(jìn)行，從而保證工程工程的質(zhì)量，提升巖土工程設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中的潛在價值。