巖土工程設計可靠性分析

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巖土工程設計可靠性分析

摘要:隨著社會經濟的不斷發展與進步,人們逐漸提高了對施工企業的需求,在工程建設過程中巖土工程設計非常重要,不僅對工程進度具有一定的控制作用,而且還會直接影響著建筑工程的質量。近些年,企業的競爭力在逐漸加強,要想使施工企業在激烈競爭中占據有力的位置,獲得有效的發展的空間,施工企業就需要提高巖土工程設計可靠性的有效策略。由于探巖土工程的設計難度比較高,在加上巖土具有比較強的不確定性,會對巖土工程設計的可靠性造成一定的影響,很難保證巖土工程設計的質量,因此,本文對提高巖土工程設計可靠性的方法和巖土工程設計可靠性的有效措施進行了深入的分析,為提升巖土工程設計質量提供了有力的依據。

關鍵詞:巖土工程;工程設計;可靠性

巖土工程與結構工程進行比較,存在很多的相同支出,在對巖土工程進行設計的過程中,對于該種狀態需要采用需要獨立、有限個參數進行確定,但是根據是設計的過程中來看,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,在實際設計的過程中,模型的建立主要是在概率論及數理統計的基礎之上。因此,在進行設計過程中,會采用安全系數的方法進行表示。在新時期下,由于科學技術的不斷發展與進步,對于傳統、落后的安全系數方法已經無法滿足施工企業的發展需求,而且對巖土工程的總體設計的質量也會造成嚴重的影響,同時引起了社會的關注和重視。施工企業要想更好的順應時展的潮流,就要在與很大程度上保證巖土工程的設計質量,不斷提高巖土工程設計的可靠性。

1提高巖土工程設計可靠性的方法

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計中是比較常用的一種方法,主要是根據其展開點可以將其分為兩種方法,一種是驗算點法,一種是中心點法,一次二階矩分析法由于計算比較簡單,主要以獨立的隨機變量作為前提,從而建立可靠指標的求解公式,在巖土工程可靠性分析中得到了廣泛的應用看,并且其效果也非常顯著[1]。但是該種方法在實際應用的過程中,一定要注意以下兩個問題:①由于土性指標具有非常強的互相關性和自相關性,一次二階矩分析法在應用的過程中,對變量的相關性是不要進行考慮的,所以會出現一定的問題,導致所計算出的可靠性的指標具有一定的差異性;②一次二階矩分析法比較適合應用在非線性程度不是很高的極限狀態中,而對于非線性程度比較高的極限狀態來講,會存在求導比較困難的現象。

1.2蒙特卡羅分析法

在巖土工程可靠性設計中,除了蒙特卡羅分析法比較常用以外,還有一種比較經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值模擬的方式,先對建筑地點的巖土進行大量的抽樣,之后在對其樣本進行不斷的分析,之后,再將其樣本值直接引入其中進行詳細的分析,借助其分析的結果從而確定它的可靠性,在以上工作完成自后,在根據工程失效率的詳細情況,對結構的失效率進行全面的估算[2]。蒙特卡羅分析法在巖土工程可靠性設計過程中,由于隨機量與模擬速度兩者之間不存在任何的關系,而且在模擬過程和極限狀態的復雜程度兩者之間也沒有任何的關系,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其它方法計算精確度的唯一一種方法,在計算機技術的支持與配合下,在提升計算的精度的同時,也是其計算的數據更加接近實際情況,在整個巖土工程設計過程中占據著主要的地位,并且可以有效提高工程的可靠性

1.3響應面分析法

響應面法也是一種比較常見的可靠性的分析方法,主要是利用響應面模擬極限狀態的曲面從而失效模式進行全面的分析,響應面分析法在巖土工程可靠性設計過程中,一般情況下,循環的次數會直接受到隨機變量的影響,隨機變量的數量一旦超過規定的數量,其所計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,或者輸出變量發生了突變,響應面分析法都會出現無法適應的現象[3]。

1.4隨機有限元分析法

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

2提高巖土工程設計可靠性的有效對策

2.1土坡設計的穩定性

在巖土工程設計的過程中,要想保證巖土工程的可靠性,就要提高土坡設計過程中的穩定性,在傳統的設計方式中,設計人員對各個項目的數據進行計算的過程中,雖然數據已經非常精確,但是根據地實際情況來看,及計算的數據依然無法隨機的因素進行有效、合理的控制,對于失敗的概率也一依然無法進行估測[4]。因此,為了更好的提高巖土工程設計的可靠性,經過不斷的探索與研究,采用不同的方法對其進行加固,從而進步提高多種巖土工程的可靠性。例如:設計人員可以采用響應面法、運動單元法等:①對不穩定區域的規模和土坡的安全系數進行有效的確定;②再通過利用計算機技術對其進行詳細的模擬和計算,從而可以提高數據的精準度和巖土工程的可靠性,在很大程度上可以為工程的建設和發展提供有力的依據。

2.2地基設計的可靠性

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

2.3提高設計人員的專業技術和綜合素質

設計人員在設計過程中起著決定性的作用,所以要注重設計人員的綜合素質以及專業的設計水平,使設計人員可以在工巖土工程設計中做好各項工作:①設立專門的培訓機構,由于設計人員的綜合素質和能力與設計結果的可靠性有著直接的關系,并且在展開設計的過程中,每個環節都有人為的參與,就會出現由于疏忽出現不精確現象的發生。所以要對巖土工程設計人員進行專業知識的培訓和指導,加強他們的學習,并讓他們意識到工程質量安全的重要性和必要性,可以認真對待海量的數據和報告[6]。還可以讓經驗豐富的設計人員分享自己的經驗,從而提高設計人員的綜合素質和專業的管理水平;②要根據設計過程中的實際情況,建立完善的設計人員的管理制度,確相關規范,對設計人員進行合理、科學的管理,從而保證各項數據的準確性,進一步保障工程安全性和整體的質量;③制定健全的激勵機制和考核機制,可以提高設計人員對工作的責任心和主動性,充分發揮他們自身的職能作用,優化管理方式,并在激勵機制的作用下激發設計人員的積極性,提高巖土工程設計的可靠性,為提高巖土工程設計的可靠性奠定良好的基礎。

3結束語

綜上所述,社會經濟的不斷發展與進步,推動了施工企業的發展。施工企業要想更加穩固的前進,就要保證工程工程的質量,不斷提高巖土工程設計的可靠性。在工程建設的過程中,巖土工程設計的可靠性是極為重要,不可忽視的一個環節,設計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計的可靠性,同時,還要對人為因素進行合理的控制,從多個方面進行入手,以使施工企業可以順利進行,從而保證工程工程的質量,提升巖土工程設計在實際應用中的潛在價值。

參考文獻

[1]王俊亭,韓冬梅.論提高巖土工程設計可靠性的有效措施[J].房地產導刊,2017(15):234.

[2]沈晚仁.論提高巖土工程設計可靠性的有效措施[J].建材與裝飾,2016(31):232~233.

[3]祁鵬.論提高巖土工程設計可靠性的有效措施[J].建筑工程技術與設計,2017(16):1344.

[4]徐艷.巖土工程可靠性設計分析[J].建筑工程技術與設計,2016(11):794.

[5]陳爭玉.實現巖土工程可靠性設計的路徑[J].環球人文地理,2016(6):44~45.

[6]孫然.論如何實現巖土工程的可靠性設計要求[J].商品與質量,2016(7):167~168.

作者:肖晶晶 單位:宜昌市磐石注冊巖土工程師事務有限公司

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