岩土工程的可靠性分析

岩土工程的可靠性分析

万贺

13062719890818163X

摘要:随着中国经济的快速发展，建筑业作为中国国民经济的支柱产业之一，发生了迅速的变化。随着建筑业的快速发展，对建筑物的安全性要求越来越高。岩土工程的可靠性作为建设项目的重要组成部分，必须受到人们的关注，它正处于机遇与挑战并存的市场环境中。

关键词:岩土工程;可靠性;分析

影响建筑安全可靠性的因素很多，这些因素中存在着各种不确定性。如何解决这种不确定性问题将是一个重要的问题。过去通常用总安全系数来确定安全性，现在已经初步形成了比较科学的解决方案。通过对影响因素的逐一分析，探讨其具体特征，然后采用可靠性设计方法评价不确定性对岩土工程安全的影响。随着科学技术的不断进步，这种设计方法可以更及时地修正相应的构件系数，因此得到了广泛的应用，为岩土工程带来了更大的效益。

1. 地层资料的概率分析

在岩土工程可靠性评估过程中，合理有效地处理地层数据的概率是进行可靠性评估的关键。这是因为这种概率方法对于解决地质分析中的不确定性是非常有效的。而且地质资料非常丰富，这里将主要谈谈如何识别场地岩土材料以及如何推断空间地质特征以及如何区分异常地质点。

1. 岩土工程之所以存在许多偶然性和不确定性，是因为钻探数据和相应的地质信息非常有限，整个场地的地质情况必须依靠工程师的判断，这必然会带来很多错误。例如，土壤层的区分是错误的，粘土被误认为是沙子。但是，如果对地层数据的概率进行处理来识别土层，则可以减少甚至消除这种误判。图1为通过钻孔和静力侵彻试验绘制的海底下一定深度粘土层概率图。一共有8个钻孔。在拟建建筑附近，两个孔是粘土，一个孔是沙子，等高线表示找到粘土的概率P。

概率方法不仅可以识别场地的岩土材料，还可以进一步推断钻孔之间的接触特征，科学划分地层。用常规方法和概率方法对某大坝地基地层进行了实验研究，通过研究水平得到的地层渗透量证明了概率规则更为合适，因为它可以基本解决整个过程中可能出现的所有问题。

1. 1地层中含有颗粒土软弱带、粘土透砂结晶、土层、土中孔洞、软弱夹层等异常地质点(带)。因此，在施工过程中首先要明确这些异常地质点(带)的可能性、大致位置、大小和位置。因为它们的出现会对岩土工程产生诸多不利影响。

2. 土壤性质参数的概率分析

在岩土建筑设计中，另一个不可忽视的因素是土壤数据，因为在研究和分析土壤数据的过程中会存在不确定因素。据专家分析，土性数据的不确定性主要体现在土性参数变异系数高达0.29，其影响难以想象比计算机模型的变异性更大。这就要求我们认真研究土壤性质参数的变异性。

2.1.1. 土体的空间平均特征主要表明岩土工程的可靠性是否受一定空间范围内土体的平均特征控制。

土层具有不稳定的特征，土层的空间分布会随着空间的变化而变化。换句话说，是土的空间特征决定了土工性质，而土工性质参数的概率分析本质上是一个随机场问题。此外，不同土层之间也存在差异和相关性。

2.2 相关距离的研究。在岩土可靠度随机理论中，可以说，岩土的相关距离是其中的一个重要参数，所以在岩土施工过程中要对相关距离进行认真求取与研究。除了应用上文所提到的利用数学关系与相关函数进行求取外，有关人与正在大力研究心得计算相关距离的方法。

土性的相关距离的影响因素有土的成分、沉积条件以及手和条件等等，从另外一个角度来看，土性的相关距离的因素由自然条件决定，就可以把土性的相关距离看作是土的一个属性。所以，不同的土性参数应该有同一个相关距离，当然如果出现计算出错、误差以及其他因素的话，不同土性的相关距离也可能不一样。例如以下几个例子：某港化肥码头，土层为亚粘土，用相关函数积分法和空间递推平均法求得深度方向相关距离为26 cm；武汉某仓库货棚工程，粘性土，用空间递推平均法求得相关距离为30 cm ；深圳机场跑道，淤泥质亚粘土，用相关函数积分法得相关距离为26.25 cm。

2.3 土性的概率模型。土性的概率模型是判断整个岩土工程可靠度中相当比较复杂的问题，但同时也是比较关键的问题，所以需要我们认真谨慎的对待。一般认为岩土特性参数的概率模型大都服从正态或对数正态分布，也有一些服从β分布或极值I 型分布的。例如长江某码头的亚粘土及粘土层的密度γ、凝聚力C 和内摩擦角φ均为对数正态分布，不排水强度q 为极值I 型分布。可以指出，当失效概率不特别小时，概率模型不同引起可靠度分析结果的差异并不很大。

3 结语

随着改革开放以来，我国知识文化水平与科技水平不断取得进步。伴随着建筑业中岩土工程的快速发展，岩土工程的可靠性便成了整个工程的重点。通过对岩土工程的分析，了解到概率在岩土工程中的应用不断得到推广与应用，并且已经初步形成了一条独立的设计途径，它对处理某些不确定性较大的岩土工程有着十分重大的影响，能为岩土工程带来较大效益。另外，定值设计法也是业内人员一直较推崇的方法，因为它也有一定的优越性。总而言之，岩土工程的可靠性对整个工程来讲是重中之重，我们一定要共同努力，相信在不久的将来，可靠性分析法在岩土工程中的应用会更加成熟，我国的岩土工程发展的会更加迅速。

参考文献：

[1]林政华.岩土工程勘察与地基设计若干问题探讨[J].技术与市场,2019,26(06):154+156.

[2]邢涛.论岩土工程勘察与地基基础设计的应用探讨[J].冶金管理,2019(11):125-126.