岩土工程风险分析及应用

张照秀

【摘要】为了研究岩土工程风险，本文首先介绍了岩土工程的特点以及岩土工程风险分析的内容，主要包括：岩土工程的安全系数以及岩土工程设计的相关参数。然后介绍了岩土工程风险分析方法：定值论、概率法以及风险评估方法。最后从确定合理的方法、进行科学的风险评估以及采取有效的施工对策三个方面介绍了岩土工程风险分析的运用。本文的研究可以作为岩土工程风险分析及应用过程中的参考。

【关键词】岩土工程；风险分析；应用研究

前言

岩土工程在土木工程建设过程中非常常见，应当采用合理的岩土工程施工方法以保证安全的施工，因此需要充分的研究岩土工程风险分析及应用以避免安全事故的发生。下面将对岩土工程风险分析的相关内容进行研究。

1 岩土工程的特点

作为土木工程建设过程中的重要内容，岩土工程的两个主要方面是岩体和土体，其中地基处理、土方边坡处理、地下工程等是岩土工程的主要内容，由于是漫长的地质作用形成了岩土，因此岩土的不确定性特点使得工程建设比较困难，如果不对岩土进行处理就无法有效的满足相应的施工要求。从岩土的特性上来看，不确定性和不均匀性是岩土的工程的主要特点，而非线性特点是岩土工程主要的物理性能，岩土工程在其物理性能的影响下会有很多不确定性和不利的因素产生，因此，在对岩土进行研究的过程中存在着一定的难度。在研究和分析的过程中主要由以下几个方面的不确定性因素：在施工现场的岩土中存在着一些不确定性因素，有些指标实验室的和现场存在一定的差距；另外还没有统一的标准进行岩土工程的计算；在载荷分布以及载荷大小上岩土工程都有很大的不确定性，这些特点都阻碍了岩土工程的分析和处理。所以应当在岩土工程分析的过程中严格按照相应的规范以尽可能的避免岩土工程中的风险。

2 岩土工程风险分析的内容

2.1 岩土工程的安全系数

在岩土工程施工的过程中存在着很多不确定性因素，在这方面岩土工程和结构工程是不同的，在外界环境的影响下施工条件也在发生着变化，同时外界气候也会对岩土的整體特性产生影响，另外一方面，我们还没有充分的了解相应的土质条件，因此我们在施工的过程中应当准备足够的安全措施，这样能够有效的预防意外事故的发生；同时系统运行能力的下限和所需估值的上限决定了岩土工程的安全系数。

2.2 岩土工程设计的相关参数

岩土工程施工过程中一个非常重要的内容就是在对相关参数进行风险评估的过程中确定相应的设计参数是否能够满足相应的施工标准，在验证相关参数的构过程中做好安全施工工作；为了衡量设计参数是否符合建筑要求可以采用拟合度检验的方法，所谓拟合度检验指的就是在某一随机变量是符合某种概率分布的基础上对统计参数的准确性进行检验，进而将随机变量的准确度确定下来。

3 岩土工程风险分析方法

作为一个复杂的系统过程，需要采用全方位的方法对岩土工程进行分析与设计，其常用的设计方法如图1所示。

概率分析方法、定值论以及风险评估法是目前岩土风险分析过程中经常采用的方法。其中概率分析的计算方法主要是通过一定有效性的分析模型来了解一个结构或系统的概率特性，对于材料特性、几何结构形状 、荷载等的不确定性概率分析法能够很好的反映出来。分析评估方法主要采用专家评估和数据相结合的方法，根据相关专家的经验来进行选择和判断，这种分析方法能够很好的分析岩土工程中的风险。

3.1 定值论

定值论是近年来岩土工程风险分析中常用的方法，通过安全系数的应用来对工程建设的风险程度进行衡量，经过大量的实际应用这种分析方法逐渐赢得了人们的青睐。但是在工程建设数目不断增多以及对岩土工程的要求不断增强的过程中逐渐的暴露出了这种方法的局限性。因此，这也就逐渐的促生出了其他的岩土风险分析方法，例如下面将要详细介绍概率法和风险评估法，通过多种方法的综合运用能够有效的评估岩土工程中存在的风险。

3.2 概率法

结构的极限状态指的是结构从可靠状态到不可靠状态之间的极限状态，其中可以用结构的功能函数来对极限状态进行表示：结构抗力对荷载的富余程度等于抗力与荷载效应的差值，运用实验的方法对功能函数进行观测可以得出以下三种情况，当两者的差值大于零时结构处于可靠状态，当两者的差值小于零时结构处于失效状态，当两者的差值等于零时，整个机构处于极限状态。桩顶沉降、地面沉降等一些岩土失效问题都可以在参考以往工程经验的基础上将抗力当作常量处理，当抗力和载荷效应都不确定的时候，也无法确定结构抗力对荷载的富余程度。因此以概率原理为基础可以得到均值和标准差的关系。

在上述公式中， 为抗力和载荷效应之间的相关系数，当载荷效应和抗力不相等的时候可以将后面的公式进行简化。

如果采用对数的形式表示抗力和载荷效应，则抗力与载荷效应的比值就是安全系数，因此可以得到下面的公式。

以上可以看出，概率分析法的本质是将结构抗力对荷载的富余程度等于零作为结构失效的条件，然后再计算结构抗力对荷载的富余程度小于等于零时的概率。

4 岩土工程风险分析的运用

4.1 确定合理的方法

确定合理的分析方法对于分析岩土工程的风险非常重要，应在在充分考虑工程建设需求的基础上以岩土工程的具体情况为出发点进行有效的分析，工作人员可以采用上面所描述的概率法和定值法等对可能存在的风险进行全面的分析，进而创造有利的条件进行风险预防对策的实施。

4.2 进行科学的风险评估

确定了分析方法以后要想具有一个完善的风险评估体系就需要全面的分析岩土工程中可能存在的问题，例如对施工过程中可能出现的环境破坏、经济损失以及社会影响等，在对材料参数的变异性以及不确定性进行分析的基础上满足结构稳定和边坡稳定的相关要求，只有这样才能在正确进行施工决策的基础上保证高效率的施工。

4.3 采取有效的施工对策

在完成相应的风险分析以后就需要以岩土工程的需求为出发点采取相应的技术和预防措施，其中为了充分的保证岩土施工的顺利进行以及避免岩土工程中的安全事故应当制定相应的技术措施，而预防措施的主要作用就是尽可能的避免安全事故的发生，只有这样才能在保证工程建设顺利进行的基础上提升岩土工程的整体质量。

5 总结

总之，在土木工程建设过程中不能忽视岩土工程风险，后需要应当对岩土风险分析及应用进行更加深入的研究。

【参考文献】

[1] 柳楠.岩土工程风险分析及应用综述[J].建材发展导向，2014，12（7）：56-58.

[2] 赵汉林.岩土工程风险分析及应用综述[J].城市建设理论研究，2013，26（36）：32-36.

[3] 李学鹏.关于岩土工程风险分析及应用的相关探讨[J].城市建设理论研究，2012，34（8）：32-36.