论提高岩土工程设计可靠性的有效措施

岳新佳

摘要：随着社会的不断发展，对岩土工程提出了新的要求。但岩土工程设计中存在着诸多不确定因素，严重阻碍了工程建设的进一步实施。为了提高岩土工程设计水平，必须采用可靠性分析方法，提高岩土工程设计决策的准确性。介绍了岩土工程设计中的不确定性，分析了可靠性分析方法及其在岩土工程设计中的应用，以供参考。

关键词：岩土工程；设计；可靠性；分析；应用

中图分类号：TU43 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0139-01

1 岩土工程设计中存在的不确定性

目前，岩土工程设计中的不确定性主要体现在以下两个方面：（1）自身方面。由于岩土工程本身的特点，在工程施工和设计中极有可能发生变化，从而影响岩土设计参数的精度。（2）人的方面。由于受相关设计人员和施工人员的专业素质和态度的影响，岩土工程设计中决策和计算存在一些错误，最终导致岩土工程建设中出现严重问题。鉴于上述两个不确定性，相关工程建设负责人必须予以高度重视。在进行岩土工程施工之前，必须对工程建设所涉及的各种数据进行严谨、系统的分析，掌握岩土工程变化规律，并进行可靠性评价。根据不同的岩土工程参数，保证工程建设的有效实施。在我国传统的岩土工程设计中，有关设计人员首先需要根据岩土样品进行一些物理力学试验，通过相关公式的试验计算，掌握相关的岩土参数，然后进行岩土工程试验。根据参数判断岩土工程施工是否科学。由于该方法掺杂了很多人为因素，即相关测试算子和计算器的误差，最终导致判断依据与实际存在较大差异。因此，为了有效地避免上述问题，常常采用概率方法对岩土工程设计的可靠性进行评估。由于该方法可以大大弥补传统方法的不足，因此在岩土工程设计评价中得到了广泛的应用。

2 岩土工程的可靠性设计

2.1 一次二阶矩分析法

一阶二阶矩分析法是岩土工程可靠度设计的常用方法。根据扩张点，该方法可分为验算点法和中心点法。该方法基于独立的随机变量，建立了求解可靠性指标的公式。这是最简单的可靠度计算方法。在岩土工程中，可靠性分析得到了广泛的应用。但在应用这一方法的过程中，我们需要注意以下两个方面。首先，由于土性之间的相关性和自相关性很强，但在一阶二阶矩分析方法的应用中没有考虑变量之间的相关性，可能导致可靠性指标误差较大；低非线性度极限。在这种状态下，对于高非线性的极限状态，推导问题是困难的。

2.2 蒙特卡罗分析法

蒙特卡洛分析也是岩土工程可靠性设计中常用的一种方法。该方法主要采用数值模拟的方法对分析过程中大量的随机变量进行抽样，然后将抽样值引入分析问题中，根据工程失效率估计结构失效率。在应用这种方法的过程中，由于随机数与仿真速度无关，仿真过程的复杂性和极限状态与随机数无关，所以这种方法的应用更加直接和简单，蒙特卡罗方法是目前，岩土工程中常用的方法仅是检验其它方法的计算精度。它更适用于中国。

2.3 响应面分析法

响应面法也是一种常用的可靠性分析方法。该方法利用响应面模拟极限状态面，分析失效模式。在应用这种方法的过程中，周期数往往受随机变量的影响。当随机变量的数目过大时，故障率将受到影响。通常很难有效地保证，如果输入变量变化很小或输出变量发生突变，响应面方法往往难以适应。

2.4 随机有限元分析法

随机有限元法是一种将概率统计与确定性分析相结合的方法。该方法主要计算工程的统计特性，分析其可靠性。随机有限元分析主要有两种方法。一是对随机变量进行离散化，二是将函数变换为功率谱的密度函数。随机有限元方法可以得到更精确的可靠性分析结果，在岩土工程中具有广阔的应用前景。

3 提高岩土工程设计可靠性的有效对策

3.1 土坡设计的稳定性

在岩土工程设计过程中，为了保证岩土工程的可靠性，有必要提高边坡设计过程的稳定性。在传统的设计方法中，设计者对每个工程的数据进行计算，虽然数据已经非常准确，但是可以根据现场的实际情况，进行计算。随机因素仍然不能有效合理地控制数据，无法估计失效概率。因此，为了提高岩土工程设计的可靠性，通过不断的探索和研究，采用不同的方法对其进行加固，从而提高各种岩土工程的可靠性。例如，设计者可以采用响应面法、运动单元法等：（1）有效地确定土坡失稳区的大小和安全系数；（2）利用计算机技术对其进行详细的模拟计算，从而提高土坡失稳区的精度。数据和岩土工程的可靠性，在很大程度上。这在很大程度上可以为项目的建设和发展提供有力的依据。

3.2 地基设计的可靠性

除了提高土质边坡设计的稳定性外，还必须不断提高地基设计的可靠性。地基的稳定性在工程中起着非常重要的作用。为了保证地基的稳定性，有必要采用上述方法来提高地基的可靠度，进行综合设计。同时，对建筑物的可靠指标进行综合分析，使地基不超过容许承载力。荷载作用下，还减少了施工现场周围基坑的大规模环境破坏，使其在很大程度上能够保证高强度的地基岩土性质的稳定。

3.3 提高设计人员的专业技术和综合素质

设计者在设计过程中起着举足轻重的作用，因此要注重设计人员的综合素质和专业设计水平，使设计人员在工程和岩土工程设计中能够做好工作：（1）建立专门的培训机构。优秀的设计人员素质和设计能力是可以的。可靠性有着直接的关系，在设计过程中，每个环节都有人为的参与，由于疏忽会造成不准确。因此，有必要對岩土工程师进行专业知识的培养和指导，加强他们的学习，使他们认识到工程质量和安全的重要性和必要性。大量的数据和报告可以认真对待。也可以让经验丰富的设计师分享自己的经验，从而提高设计人员的整体素质和专业管理水平；（2）根据设计过程中的实际情况，建立完善的设计人员管理制度，确认相关规范、合理性。对设计人员进行科学的管理，确保数据的准确性，进一步确保项目的安全和整体质量；（3）制定健全的激励机制和考核机制，提高设计师工作的责任感和主动性。充分发挥自身的作用，优化管理方法，激发设计在激励机制下的作用。工作人员的积极性可以提高岩土工程设计的可靠性，为提高岩土工程设计的可靠性打下良好的基础。

4 结束语

在工程施工过程中，岩土工程设计的可靠性非常重要，不容忽视。岩土工程设计人员不仅要了解岩土工程的特点，而且要采用不同的方法来提高岩土工程设计的可靠性。同时，应从多个方面合理地控制人的因素。从表面入手，使施工企业能够顺利进行，从而保证工程质量，增强岩土工程设计在实际应用中的潜在价值。

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