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不确定性边坡岩土工程论文
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-01-10 08:49:38

 1边坡岩土工程的不确定性概述

1.1岩土工程的不确定性
由于长期地质作用的影响,使得岩土层的结构本身具备高度的不均匀性、不稳定性和各向异性,属于物理学中的非线性问题,这些都导致岩土工程的施工存在较大的不确定性。例如,实验室给出的岩土判断标准没有统一的、规范的知识判定体系,在加上岩土在不同受力作用下的呈现形式不同,这就导致施工人员所知的岩土评估标准同施工现场的岩土情况有着较大的区别从而造成施工过程中不确定性。
 
1.2影响边坡岩土工程不确定性的因素
目前,在边坡岩土工程施工中,影响工程不确定性的因素主要包括三个方面,具体表现为:
 
(1)人为方面。
通常情况下,建设单位在开工前,需要先进行多个施工方案的设计,而后选择其中最为合适的一个进行施工。而在决策过程中,决策人员的思维方式、知识水平、专业素养、职业道德以及价值观、工作经验等因素,都会对方案选择造成极大的影响。尤其是在平衡方案的力学质量和经济价值方面,容易选择出截然不同的方案,造成岩土工程施工的不确定性。
 
(2)参数方面。
在边坡岩土工程中,岩土参数是工程施工的主要力学指标,但由于岩土层受到时间和空间等客观因素的影响,容易出现时间变异性和空间变异性,使得不同阶段、不同区域中参数的差异性,造成勘察结果同实际施工时参数的不统一,从而影响到岩土工程的实际施工进度和质量。例如,在进行岩土勘察时,由于土样保存方式、时间等的影响,使得岩土体出现空间变异性,虽然大部分勘察人员在最后编制报告结果时会利用相应的统计方法将岩土离散性和空间变异性的影响降低到最小,但得出的岩土参数仍然只能算理论参考值,而不是一个准确的数据。
 
(3)模型方面。
在进行边坡岩土工程的前期评价分析时,会构建多个模型进行施工场地岩土体的模拟,以便设计人员了解和掌握实际岩土体的相关特征。而后模型的不唯一性,也导致不同模型之间存在程度不一的差异性,导致对岩土工程的分析和设计也随之出现诸多的不确定性,影响到实际的施工质量和安全。
 
2边坡岩土工程不确定性的解决对策
针对当前边坡岩土工程中存在的不确定性问题,在今后的设计施工中,建设单位可以通过采取以下几个方面的措施尽可能的消除岩土不确定性对施工造成的影响。具体措施包括:
 
2.1优化经验设计质量
在边坡岩土工程的设计过程中,设计人员的实践经验具有较为重要的影响作用,这主要是因为岩土工程当中的许多因素不能通过当前的科技设备进行明确、充分的分析和确定,只能通过设计人员的经验根据勘察结果进行较为客观的判断和预测。因此,在实际边坡岩土工程的设计过程中,必须要重视设计人员的经验作用,并组织多名实践经验丰富的设计人员共同完成施工设计,通过人员间的相互协作、相互补充加强经验设计方案的质量优化,从而尽量消除人为造成的设计不确定性。
 
2.2选择恰当的计算方法进行模型构建
边坡岩土工程的模型构建在性能、结构等方面的要求复杂,涉及领域较多,因此,在进行实际构建时必须加强对数值计算方法的合理选择,充分分析和考虑不同计算方法的优缺点,结合岩土模型的实际需要,决定单用或联用这些计算方法,从而最大限度降低因计算方法造成的参数不确定性。目前,在边坡岩土模式构建过程中,常用的数值计算方法包括有:通用条分法、有限差分法、有限单元法、离散元法、边界元法、极限分析法、流形元法、半解析法、滑移线法、非连续变形分析法以及拉格朗日元法等。
 
2.3提高安全系数设计
安全系数一直都是边坡岩土工程设计中的重要指标之一,也是对岩土参数以及模型计算造成的不确定性问题的有效处理对策之一。但由于受到数据统计、技术水平、人员水平以及实际环境等方面的限制,导致在实际施工操作中会出现一定的安全偏差。因此,设计人员在进行边坡岩土工程设计时,必须要充分、全面的汇总和统计相应的资料信息,并对施工过程中可能遇到了的安全情况进行充分、综合的考虑,从而有效提高安全设计的质量和水平。
 
2.4加强动态设计施工
由于岩土体受时间变异性和空间变异性的影响,在性质、结构、受力等方面均是一个随时变化的状态,因此,在进行模型构建和实际施工时,可以采用当前新兴起的动态设计施工方法,提高边坡岩土工程在设计、施工过程中的弹性,并预留出足够的空间以方便实时修改,增强工程设计施工过程中的应变能力以及对突发状况的处理能力,在施工过程中根据实际岩土体状态随时调整施工设计方案,从而将施工现场与设计图纸完美结合,增强施工设计的实效性和可行性。同时,建设单位还必须加强对施工现场的监督管理,制定明确、规范的动态施工标准和制度要求,以防止出现对设计图纸随意更改的问题。
 
2.5加强先进科技的运用
在边坡岩土工程的设计施工过程中,建设单位要加大对其的科技投入,积极引进行业内先进的设备和技术,不断提高在岩土勘察、设计、施工等阶段的科学性、准确度和安全性,强化数字化、信息化、智能化等计算机技术在边坡岩土工程中的运用,从而尽量消除边坡岩土工程中不确定性问题的影响因素,提高岩土工程设计施工的安全性和可靠性。
 
3结语
边坡岩土工程受到岩土体性质、结构以及环境条件三个方面的共同作用,导致工程在建造施工阶段存在较大的不确定性。因此,建设单位在实际施工过程中,必须从勘察、设计、施工、应用等全过程中对不确定性进行综合考虑和计算,从而有效减少岩土不确定性对建筑施工造成的干扰和影响,提高建筑工程施工的质量性和安全性。
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