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岩土工程勘察的风险控制

文档名称:岩土工程勘察的风险控制
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上传者:fisher1981
添加时间:2019/05/07
内容摘要:
第32卷第4期
化工矿产地质
Vol 32 No 4
2010年12月
GEOLOGY OF CHEMICAL MINERALS
Dec.2010
岩土工程劼察的风险控制
姜英德'李凯1樊甜芳
张琦2卫星2牛犇
1.辽宁省第七地质大队,辽宁丹东,118003
2.辽宁省化工地质勘查院,辽宁锦州,121000
提要岩土工程勘察存在着岩土自身和人的认知程度两方面的不确定性,主要的风险控制管理点、
在于解决这两个不确定性的问题上。再加上认真执行有关规范就可将岩土工程勘查控制在可以接受
的范围之内
关键词岩土工程勘察不确定性失效概率风险控制
中图分类号:TU44文献标识码:A文章编号:1006-5296(2010)04-0252-03
1概述
判断是必不可少的,再加上认真执行有关规范,
就可将岩土工程勃察的风险控制在可以接受的范
岩土工程是一项系统工作,包括勘察、设计、围之内。
施工、监测等。从事岩土工程的工程师,关心的
是如何根据工程目的和地质条件,建造满足使用2岩士工程勘察的不确定性
要求和安全要求的工程或工程之一部分,解決工
程建设中的岩土技术问题。
岩土工程劫察的工作对象是眼看不见,手摸
不着的半无限空间的地质体,地质体是在漫长的
作为勘察的对象一一岩土体,有着很多不确
定性,其主要表现为其自身的和人的认知度的不
地质历史中形成的,具有不同成因的岩土体,因
此岩土体具有太多的不确定性。其不确定性主要
确定性二种。岩土体自身的不确定性表现为层面
界限的模糊性和垂向上的变异性是自然的,不可
表现在两个方面,一是岩土体自身的不确定性,
控的;人的认知度是通过岩土勘察即钻探试验、
是人的认知程度的不确定性。
样本抽样、运输、试验操作、取值等随机分布导
岩土体自身的不确定性表现为层面界限的模
致的岩土参数的不确定性,它是个变数
糊性;同一层位于水平或竖直方向上的变异性
通过功能函数Z=g(K1Y2,,Xn)是基本变
从广义上讲,上述的不确定将直接导致诸多岩土
量X(i=12.,.n)的线性函数(基本变量既
参数的不确定性。人的认知程度的不确定性,是
为诸多不确定因素)可实行工程勘察风险管理的因为若士工程勘察过程中以钻探试验为手段,以
有效控制,使小样本估值总体误差达到最小,使小样本抽样来估计总体的相关属性,这就必然带
工程勘察成果达到最佳。
来概率统计方面的不确定性。另外还有在取样
地基承载力的求法主要是容许应力法和单
运输、样品制备、试验操作、取值、计算、测试
安全系数法,在实际工作中应采用多种方法,综数据随机分布,同样导致岩土参数的不确定性。
合确定,使其误差控制在10%以内,方法的本身
作为地质工作者,面对如此多的不确定性,
经化解了风险。
如何抓住主要风险管理点,并实行有效控制,使
地基承载力主要的风险控制管理点在前面的小样本估计总体误差达到最小,应是地质工作者
如何解决不确定的两个主要问题上。这里经验和所追求的目标。
第一作者简介:姜英德(1960),男,水文地质、工程地质专业,高级工程师
收稿日期:2010-08-09;改回日期:2010-09-15
第4期
姜英德李凯樊甜芳等:岩土工程勘察的风险控制
3岩土的工程地质问题及风险控制工程适用性、安全性、耐久性、经济性和可持续
管理点
发展性。
在第二类不确定性因素中,即人的认知程度
从大岩土概念出发,地基也是建筑的组成部的不确定性,它的风险控制管理点存在于对有关
分,上部结构的全部荷载都通过基础传递到地基,规范的理解程度和执行水平,不同的人是存在差
由地基提供的抗力使建筑达到稳定。无论工程性异的。比如在取样、运输、样品制备、试验操作
质如何,工程对地基和场地都有共同的要求,即取值、计算等。不同的人会得出不同的结果,甚
地基稳定、场地稳定。
至同一个人,同一个样品也会得出不同的结果。
假定勘察成果为功能函数Z=g(K1X2,,x)岩土参数大多服从正态分布或对数正态分布,用
是基本变量X(产12.,n)的线性函数,基本变概率统计方法,根据工程需要设置不同参数置信
量石即为前述请多不确定因素。这些诸多的不确水平,得出不同置信水平的参数统计值
定性对勘察成果的影响程度是不同的,亦即它们
作为岩土工程师,必须做到的,就是认真执
有不同的权重。那么如何识别对勘察成果有主要行有关规范,尽量缩小人为因素带来的误差,就
影响的因素,并加以有效的风险控制,以使勘察等于最大限度的控制了风险。
的成果达到最佳,则是属岩土工程勘察的“概念
设计”的范畴。
4岩土工程安全度表达方法
在前述两大类不确定因素中,岩土体自身的
工程建设应满足工程的适用性,安全性,耐
不确定性是天然的,不可改变的,模糊的,涠不
久性,经济性的可持续发展的要求,其中安全性
准的,它对工程的影响也是最主要的。在现代经
尤为重要。
济中,土地是最宝贵的资源,建筑往往对场地没
有关安全度的表达荷载(作用)和抗力是任
有选择权,只有场地适应建筑。每一个建筑场地
何工程普遍存在的一对矛盾,为了保证工程安全,
都存在不同的工程地质问题,之所以成为问题,
抗力对于荷载必须有一定的裕度,这就是安全度。
是需要人们去解决它。因此问题本身就成为重要
岩土工程安全度有以下几种表达方法:
的风险管理点。
4.1容许应力法2
岩土的工程地质问题主要有:岩溶的工程地
容许应力法是在正常使用条件下,比较荷载
质问题,黄土湿陷性工程地质问题,河床漫滩相
作用和岩土抗力,要求强度有一定储备,变形满
的流秒、潜蚀和砂土液化问题,厚层沉积盆地的足正常使用要求。荷载和抗力取值都是定值,建
软弱下卧层问题,地震频发区的场地和地基的稳
立在经济的基础上。
定性问题,基岩山区的滑坡、崩塌、泥石流问题,
地基容许承载力就是容许应力法。例如根据
岩石地基的软弱结构面问题,冻土地区的冻融问
经验给定地基容许承载力200kPa的荷载,就意味
题,以及软土地基的人工治理问题等等。不同的
着地基所承受200kPa的荷载。且强度有一定储备,
场地可能有不同的工程地质问题。但它是客观存
变形满足正常使用要求,安全度已经隐含在其中
在的,它们往往对地基和场地的稳定性的影响起该方法更多依赖经验,是有效而实用的方法。
主导作用。概念设计的理念,就是从宏观、全局
4.2单一安全系数法
的角度看问题,并加以解决,就能有效的控制岩
是将设计变量视为非随机变量,用总安全系
土工程勘察风险
数表达,即在强度上打一折扣,作为安全储备。
对任一场地,如何识别判断存在何种工程地
K=R/S-[Ⅺ](引自参考文献[2])
质问题,作为地质工作者,全凭他知识的积累和
式中,R、S,K和Ⅺ分别为抗力作用,安全
经验的判断。首先提出问题,然后去验证它,回
系数和目标安全系数,因抗力作用是定值,所以
答是有还是没有,结合工程实际,解决具体若土安全系数也是定值,也是经验方法。如在土坡稳
工程问题,提出地基与基础设计方案,并应满足
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