工程實踐中的巖土工程安全度問題-課件

1、工程實踐中的巖土工程安全度問題 （巖土工程師繼續(xù)教育講座）(下) 同濟大學 高大釗三.在工程施工和運營過程中，安全度的實現(xiàn)巖土工程設(shè)計提供了工程必需的安全度控制，使工程的安全度符合技術(shù)和經(jīng)濟的要求，滿足設(shè)計規(guī)范的有關(guān)技術(shù)規(guī)定。但設(shè)計所控制的安全度能否真正實現(xiàn)，關(guān)鍵還在施工和使用過程中，特別的施工階段，更是實現(xiàn)安全度控制的關(guān)鍵。通常的工程事故，源于設(shè)計階段安全度控制不足的案例也有，但比較少；較多的事故案例是施工階段沒有能實現(xiàn)設(shè)計所期望的安全度。在施工階段安全度的實現(xiàn)設(shè)計時對工程安全度的控制，僅僅是在設(shè)計計算的層面進行，設(shè)計的結(jié)果反映了工程師對安全控制的期望和措施，但能否實現(xiàn)，完全取決于施工和運營

2、階段能否嚴格按照設(shè)計所依據(jù)的工況進行施工和運營期間的使用。如果不能按照設(shè)計要求施工和運營，那么設(shè)計對工程安全度的控制就會落空。施工階段對工程安全度的實現(xiàn)是關(guān)鍵性的，許多工程事故產(chǎn)生的原因，特別是重大事故產(chǎn)生的原因，大多在施工階段。施工階段實現(xiàn)設(shè)計的安全度控制，必須按照設(shè)計計算的工況施工。從設(shè)計人員來說，計算的控制工況要考慮到施工的要求和方便施工，但一旦設(shè)計確定了方案，施工方面只能按照設(shè)計計算的工況去實施，違背了這一原則，或早或晚總要出事故，特別是重大事故。設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)充分考慮施工條件，根據(jù)工藝和施工方法的要求，方案盡可能方便施工，為施工創(chuàng)造條件，而施工人員應(yīng)充分尊重設(shè)計人員的意圖，嚴格按

3、照設(shè)計圖紙實施。特別在基坑工程中，設(shè)計的要求和施工的的方便之間經(jīng)常存在矛盾，如何處理好設(shè)計與施工的關(guān)系，需要雙方的努力?？紤]方便施工的設(shè)計案例三圍檁二支撐的鋼筋混凝土內(nèi)支撐體系化解內(nèi)支撐與施工干擾的方案主體結(jié)構(gòu)： 建筑面積213,376m2；基坑尺寸： 基坑面積13萬m2，開挖深度12.5m，局部14.25m；支撐尺寸： 兩道鋼筋混凝土內(nèi)支撐，第2道支撐與兩道圍檁連接 ；比較造價： 與3道支撐方案相比，節(jié)省造價803萬元； 挖土速度： 16萬土方，用88天完成，平均每天2500 m3，最高每天4500m3，與3道支撐方案相比縮短挖土工期5個月。 支撐豎向布置方案既要滿足圍護結(jié)構(gòu)變形和強度的要求

4、，間距不能太大；但必須便于機械化施工，為了滿足汽車在支撐上通行的凈空要求，需要加大支撐豎向間距。將一道支撐支承在兩道圍檁上，既加大支撐的豎向間距，又不改變圍護結(jié)構(gòu)的計算支點間距，本例是一個創(chuàng)造，改變了支撐布置的固有格局。 巖土工程一般是隱蔽工程，工程質(zhì)量的控制更需要施工單位的巖土工程師加強責任感，提高技術(shù)水平，不要犯低級的錯誤。從我國近年來重大工程事故發(fā)生的頻率、后果的嚴重性和事故的原因來看，值得我們總結(jié)經(jīng)驗教訓，以杜絕重大事故。施工中工程安全度的失控原因，從現(xiàn)象上看，是偷工減料，趕進度，但從技術(shù)上看卻是技術(shù)人員缺乏最起碼的安全度控制的知識，缺乏實現(xiàn)設(shè)計安全度的意識。在事故頻發(fā)的深基坑工程領(lǐng)域

5、中，存在著超挖不按設(shè)計驗算的工況挖土和及時支撐、該加固被動區(qū)的不加固、挖出的土亂棄土以及違背先地下、后地上施工的原則。這些一直都是基坑工程施工中的頑癥，是許多重大工程事故的主要原因。設(shè)計是根據(jù)各個工況分別進行計算，然后按照包絡(luò)圖的軸力、彎矩、剪力設(shè)計圍護結(jié)構(gòu)和支撐。一旦超挖，圍護結(jié)構(gòu)所承受的內(nèi)力就遠遠超過設(shè)計計算的數(shù)值，安全度就急劇降低。什么是設(shè)計工況？工況1工況2工況3工況4工況5工況6不按照設(shè)計工況施工的案例前面介紹的這個深基坑工程的事故中，由于設(shè)計表達式兩邊不匹配，設(shè)計安全度的不足已經(jīng)使基坑的圍護結(jié)構(gòu)處于病態(tài)工作，而施工的超挖更使這個深基坑工程雪上加霜，一場重大工程事故終于不可避免地發(fā)生

6、了。從下面的照片中可以看出超挖的嚴重程度，如此嚴重的超挖，不出事故才怪呢？從這個斷面來看，設(shè)計考慮了坑底注漿以加強被動區(qū)的抗力，但施工時卻沒有按照設(shè)計要求去做，沒有在被動區(qū)注漿，被動抗力不足，設(shè)計時賴以維持圍護結(jié)構(gòu)平衡的被動抗力缺失了。與超挖一樣，設(shè)計時考慮了的坑底加固部位的抗力，但實際沒有加固，被動抗力不復(fù)存在，于是本來可以穩(wěn)定的圍護結(jié)構(gòu)失去了支承條件，圍護結(jié)構(gòu)就不可避免地傾覆了。從安全度的構(gòu)成來看，超挖是從加大設(shè)計表達式中的作用項來降低安全度，而坑底加固的缺失，降低了被動區(qū)的抗力，降低了設(shè)計表達式中的抗力來降低安全度。如果在同一個基坑中，既不加固被動區(qū)而又超挖，在設(shè)計表達式兩邊，抗力降低而

7、作用又增大，安全度就急劇降低。許多工程事故有驚人的相似之處，在10年前、20年前發(fā)生過的事故，現(xiàn)在還在一再發(fā)生，這不得不使人感到?jīng)]有真正發(fā)揮“前車之鑒”的作用。在工程技術(shù)人員中進行工程事故的剖析教育是何等重要。最近一次重大的基坑事故，究其主要原因，仍不外乎超挖和沒有坑底加固這兩項頑癥。這是一個四道支撐的深基坑，開挖深度為16m，由于施工超挖，第四道支撐沒有及時支撐。經(jīng)反算，由于沒有第四道支撐的作用，致使第三道支撐的軸力增加了4347，地下連續(xù)墻的彎矩增加了3751，剪力增加了3840。除了上述超挖和坑底被動抗力的缺失之外，基坑工程施工的第三個頑癥就是亂棄土。盡管，在基坑設(shè)計中，對基坑周圍的地面

8、荷載也作了規(guī)定，設(shè)計考慮了一定數(shù)量的地面荷載所產(chǎn)生的土壓力，留有一定的裕度，但施工也經(jīng)常在基坑周邊堆放超過規(guī)定的重物，包括建筑材料和棄土。由于坑邊超載而產(chǎn)生的圍護結(jié)構(gòu)過大變形，甚至基坑破壞的事故時有發(fā)生，直到最近擠到了一幢小高層。對于重大工程事故，除了責任查處和經(jīng)濟理賠之外，在技術(shù)上展開充分的討論，分析事故產(chǎn)生的力學機理，從保證實現(xiàn)設(shè)計安全度控制的角度進行技術(shù)上的總結(jié)，發(fā)揮反面教材的作用，是巖土工程界值得重視的一件工作，也應(yīng)該是巖土工程師繼續(xù)教育的重要內(nèi)容。對于這一工程事故，需要根據(jù)現(xiàn)場檢測的資料，抽象出體系破壞的力學模型，進行事故的機理分析。在軟土地區(qū)，地面堆載究竟能產(chǎn)生多大的水平推力和多大

9、的水平位移？事故現(xiàn)場的資料當然是最直接的，如果不充分，可以借鑒其他的資料佐證，進行工程類比分析，這也是巖土工程師很常用和很有效的分析思考工程問題的方法。地面堆載對相鄰建筑物變形的影響和地基穩(wěn)定性分析的數(shù)據(jù)是非常寶貴的資料?？梢杂兄谒伎己头治?，要學會借鑒、分析與思考。堆土成功的經(jīng)驗鋼渣堆場,面積170m200m,高40m，荷載800kPa, 時間2 3年，沉降5 6 m公園堆土，面積80m 120m,高 25m,荷載400kPa, 時間2年，沉降2m鋼錠堆場，面積24m 162m,荷載160kPa, 時間1.5年，沉降1m事故的教訓南山的滑坡（加載）填方太快，不設(shè)排水措施上游引水工程（卸載）挖

10、方太深 坡度1 ：3長基坑的端頭滑坡（卸載）-端頭無支撐借鑒堆載試驗的資料堆載面積22m30m，不排水強度31kPa在150kPa荷載作用下，離堆載邊緣外0.7m，地面下7m處的實測水平位移810mm，水平位移與豎直位移之比為1.34試驗荷載 kPa平均沉降 mm安全系數(shù)60933.90902532.601204441.971506061.57運營時的安全度保證在建筑物的運營階段，仍然存在施工時已經(jīng)實現(xiàn)的工程安全度能否得以繼續(xù)保持的問題。特別是對活荷載占的比例比較大的工業(yè)建筑物，如果在建筑物使用過程中，沒有按照設(shè)計計算所控制的要求加載，工程的設(shè)計安全度控制就得不到保證，輕者出現(xiàn)建筑物的開裂和損

11、壞，重者發(fā)生重大的工程事故。例如工業(yè)車間室內(nèi)外地坪的大面積堆料，車庫、油罐使用時的加料速度控制不當，都會引發(fā)工程事故。著名的加拿大特朗斯康谷倉，設(shè)計時沒有進行勘察，建成后使用時發(fā)生地基失穩(wěn)傾倒的事故。吳涇焦化廠配煤房則是我國的著名一項工程事故，它的典型性在于深刻地揭示了加載速率對地基穩(wěn)定性的重要影響，同時，它又成功地采用技術(shù)措施糾傾成功。加拿大特朗斯康谷倉加拿大特朗斯康谷倉長59.44m，寬23.47m，高31.00m，容積36368m3。谷倉的基礎(chǔ)為鋼筋混凝土筏基，厚61cm，埋置深度3.66m。谷倉于1911年開始施工，1913年秋竣工。谷倉自重20000t，相當于裝滿谷物后滿載重量的42

12、.5。1913年9月起，往谷倉裝谷物，10月當谷倉裝了31822m3時，發(fā)現(xiàn)1小時內(nèi)沉降達30.5cm。谷倉向西傾斜，并在24小時內(nèi)傾倒，但谷倉結(jié)構(gòu)沒有損壞。對谷倉地基沒有事先進行取土試驗，根據(jù)相鄰項目的資料，計算承載力為352kPa。谷倉的地基由厚3m的近代沉積黏土、12.2m厚的冰河沉積的黏土和3m厚的老黏土組成。谷倉倒塌40年后，1952年，加拿大國家研究委員會建筑研究部會同Peck教授，取土補做了試驗，粘土層的含水量隨深度增加，從40增加到60，無側(cè)限抗壓強度從118.4kPa減少到70.0kPa。平均液限105，塑限70%，塑性指數(shù)70。用淺層的無側(cè)限抗壓強度118.4kPa，按太沙

13、基公式計算地基極限承載力為59.25.71338kPa根據(jù)荷載資料，總荷載47058.8 t，其中谷物的重量為27058.8 t?；卓倝毫?37.3kPa。結(jié)構(gòu)自重的基底壓力為143.36kPa，活荷載的基底壓力為193.96kPa。估算安全系數(shù)的結(jié)果谷倉自重的安全系數(shù)338/143.36=2.36谷倉加載后的安全系數(shù)338/337.32=1.002工程處于極限狀態(tài)。工業(yè)構(gòu)筑物的過大傾斜 一座30m高的筒倉最大沉降速率達到每晝夜45mm！15天內(nèi)傾斜從2.7 發(fā)展到14.12 年傾斜達到24 會不會成為第二個加拿大谷倉？焦化廠配煤房基本數(shù)據(jù)47.5m10.8m筏形基礎(chǔ)5個直徑8m、高31m

14、的儲煤斗基礎(chǔ)埋置深度1.5m構(gòu)筑物自重壓力76kPa抗剪強度指標：三軸不排水強度20kPa十字板強度22kPa焦化廠配煤房傾斜事故結(jié)構(gòu)完工后3個月平均沉降47mm，沉降速率0.5mm/d傾斜2.7 ，還比較正常完工后6個月投產(chǎn)5天裝煤215噸加煤停止時沉降速率810mm/d；第4天，2745mm/d，加速沉降，危險！沉降的發(fā)展沉降速率的變化傾斜的急劇發(fā)展與糾傾時的回傾荷載與地基承載力地基極限承載力：按固結(jié)快剪指標為202kPa按不固結(jié)不排水剪指標為135kPa建筑物恒載38000kN，產(chǎn)生基底壓力76kPa，裝煤21500kN，產(chǎn)生基底壓力44kPa活載與恒載之比0.57基底總壓力120kPa

15、安全度分析 如果不快速加煤，安全系數(shù)1.68；實際快速加煤，故安全系數(shù)低于1.68；不考慮施工期的排水固結(jié)，安全系數(shù)1.13；而實際安全系數(shù)介于1.131.68之間 荷載承載力恒載壓力76kPa活載壓力44kPa總壓力120kPa固結(jié)不排水202kPa2.661.68不排水剪135kPa1.13變形分析加煤2年后，平均沉降630mm堆放鋼錠糾傾以后沉降達846mm，推算最終沉降量為1150mm按壓縮層厚度16.7m，平均模量2MPa計算，得最終沉降量689mm，兩者之比為1.67估計發(fā)生了側(cè)向擠出，但沒有實測水平位移的數(shù)據(jù)驗證借鑒堆載試驗的資料堆載面積22m30m，不排水強度31kPa在150

16、kPa荷載作用下，離堆載邊緣外0.7m，地面下7m處的實測水平位移810mm，水平位移與豎直位移之比為1.34試驗荷載 kPa平均沉降 mm安全系數(shù)60933.90902532.601204441.971506061.57由于施工階段對實現(xiàn)設(shè)計安全度控制是關(guān)鍵性的，因此，設(shè)計單位的巖土工程師與施工單位的巖土工程師之間的協(xié)調(diào)與互動就顯得特別重要。施工單位的巖土工程師需要對施工方案是否影響設(shè)計安全度的實現(xiàn)，進行必要的計算與分析，這是從技術(shù)上防止工程事故的必要措施。在建筑物運營階段，監(jiān)測和控制對安全度的保證也是十分重要的措施。四.巖土工程的風險評估可靠度設(shè)計方法是概率方法應(yīng)用于工程設(shè)計而形成的一種設(shè)

17、計方法；概率方法在巖土工程中有非常廣泛的應(yīng)用，可靠度設(shè)計僅是其中之一；概率方法提供一種系統(tǒng)的、定量的方法去估計巖土工程師所遇到的不確定性，而不是去取代傳統(tǒng)的確定性的設(shè)計方法；Casagrande提出的概念卡薩格蘭特早在1965年提出了巖土工程中的calculated risk（計算風險）概念：根據(jù)經(jīng)驗和判斷，用不完備的知識來估計在解決問題時考慮的數(shù)據(jù)的可能范圍；對一定的安全儲備或風險率的決策，引入經(jīng)濟因素和失效所引起的損失。Peck的說法巖土工程發(fā)展為兩個方面，一部分依然是傳統(tǒng)的問題，而另一部分如地震、自然坡穩(wěn)定、環(huán)境巖土工程和海洋工程等。在這些領(lǐng)域中，工程師們需要更新的、更嚴格的可靠度的評價

18、，這就需要不同的方法，我們相信概率方法在這些領(lǐng)域中很快地發(fā)展。這些領(lǐng)域中的工程師很快地接受這種方法是毫不奇怪的，概率方法向傳統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展也是毫不奇怪的。由于巖土工程師是在信息不完備的條件下進行判斷和決策。因此所采取的工程措施與實際可能發(fā)生的事件可能存在著不一致性，這就存在著風險。所以，在巖土工程中，不論是設(shè)計、施工都存在一定的風險，需要進行風險評估。將風險限制在人們可以接受的范圍內(nèi)。例如，邊坡的坡度該取多少為好？坡度平坦，安全度高，但工程費用大；坡度取陡一些，費用就可以小一些，但安全度低。用確定性的方法來分析，采用規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)設(shè)計，按定值設(shè)計的思維方法，認為肯定是安全的。但一場暴雨，可能沖

19、垮了邊坡，造成了鐵路中斷，損失慘重。于是，查工程質(zhì)量是否存在問題，是否收取了回扣，查誰的責任，處理了責任人，今后是否就不會發(fā)生這類事故呢？為了規(guī)避責任，說成是自然災(zāi)害，那也對，發(fā)生了幾十年一遇的暴雨，那不是自然災(zāi)害？這樣都沒有責任了，但這種事故還在不斷的出現(xiàn)，需要換個思維方式來看。工程師對于發(fā)生暴雨的可能性，掌握不夠、暴雨與滑坡的關(guān)系認識不充分，認為按照規(guī)范做了就肯定安全了，其實他設(shè)計的邊坡不可能是100安全的，總存在著一定的失效概率。你對暴雨的資料、暴雨的作用掌握充分一些，失效的風險可能小一些，但風險總是存在的。如何估計這種風險？風險就與可能失效的概率有關(guān)，是一種概率的估計，因此需要用概率方

20、法，對你的決策風險進行評估。你設(shè)計的邊坡比較陡一些，造價是節(jié)省了，但一旦發(fā)生滑坡，造成鐵路中斷，造成更大的經(jīng)濟損失；如果平坦一些。造價是貴一些，但失效概率小了，風險損失就小了。因此，應(yīng)該進行考慮風險損失的技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇最佳的方案。這就需要應(yīng)用概率方法來分析。香港滑坡的風險評估與風險管理香港多山，建筑物密集，是滑坡事故多發(fā)的地區(qū)，1940年代以來，已有470人在滑坡事故中喪生。1970年代，香港經(jīng)歷了多次大滑坡。1972年6月，九龍山一個住宅開發(fā)區(qū)路堤的坍塌吞沒了一座住所，死亡71人，幾個小時以后，香港島中區(qū)寶珊道一個開挖面垮塌，帶動了上面的山坡下滑毀壞了一座13層高層建筑，死亡67人；19

21、76年8月上述開發(fā)區(qū)又發(fā)生路堤的破壞引起18人死亡?；碌恼掌b于滑坡事故的嚴重性，香港在1977年成立了管理機構(gòu)“Geotechnical Control Office”,1991年改為“Geotechnical Engineering Office”負責香港的邊坡安全控制和巖土工程的管理。三十年來，香港地區(qū)滑坡的風險評估與風險管理取得了顯著的成績，成為國際上概率方法實際應(yīng)用的典范。在硬件上實現(xiàn)全方位的監(jiān)控，包括用GIS監(jiān)測滑坡的變形發(fā)展過程和中心遠程控制。采用Quantified Risk Analysis(QRA)方法對香港全境的邊坡進行監(jiān)測、分析、治理，成為滑坡風險管理的一種有效工具。

22、風險管理從原則上需要回答這三個問題：1.多大的安全度是足夠安全的？2.投入力量和資金的可接受水平是什么？3.如何量度投入的力量與資金的有效性？采取邊坡風險管理以后，香港每年發(fā)生滑坡的頻數(shù)急劇降低?；履臧l(fā)生頻率的直方圖風險管理流程圖什么是滑坡風險與滑坡風險分析？滑坡風險是對于具有危害性的（對建筑物、公共設(shè)施的損壞與經(jīng)濟損失）滑坡災(zāi)害發(fā)生的定量尺度，滑坡風險用邊坡的失效概率與災(zāi)害后果（經(jīng)濟損失）的乘積來定量表示?；嘛L險分析是對滑坡災(zāi)害后果的評估與風險的估計。香港在定量風險管理的應(yīng)用以及將風險引入并改造了傳統(tǒng)的邊坡分析方法方面處于領(lǐng)先地位。這是由于下列的原因：1.在香港的這種熱帶地區(qū)，降雨特征、

23、風化巖地層中的地質(zhì)條件與地下水條件都存在相當可觀的不確定性。2.事實說明了，即使按照巖土工程技術(shù)標準的要求采取了工程措施的邊坡仍然具有相當高的破壞可能性。3. 基于風險的方法可以借助于較小邊坡反算的先期經(jīng)驗，發(fā)展優(yōu)化的目標。4. 基于風險的方法可以大大簡化滑坡風險與公共政策之間的聯(lián)系。什么樣的特定場地需要滑坡管理？下面的一些場合需要以風險為基礎(chǔ)的評估方法以補充或代替?zhèn)鹘y(tǒng)的確定性方法：1.邊坡的穩(wěn)定性能借助于安全儲備的保證而得到控制，但需要估計風險和確定安全儲備范圍的不確定性。2.雖然邊坡的穩(wěn)定性能借助于安全系數(shù)得到控制，但可能發(fā)生的破壞（概率）還需要考慮，特別是破壞后果嚴重的情況。3.控制邊坡

24、的穩(wěn)定性是不實際的（無效的），滑坡風險已經(jīng)可以用其他方法控制，例如采取措施減輕破壞的后果。4.潛在的滑坡災(zāi)害是已經(jīng)知道的，但其風險需要評估，以確定降低風險的要求與優(yōu)化方案。5.對潛在的滑坡災(zāi)害性質(zhì)及它們可能的后果并不完全知道，需要鑒定災(zāi)害和評估其風險。風險分析需要回答的問題1.什么原因引起災(zāi)害？（災(zāi)害的鑒別）2.多久會發(fā)生？（災(zāi)害頻率估計）3.什么樣的損失？可能性多大？破壞程度如何？（災(zāi)害后果的估計）4.危險性的似然率是多少？（風險的定量計算）5.重要性如何？（風險的評價）6.該怎么做？（風險管理）在風險評估中概率分析的應(yīng)用巖土工程分析中不確定性的來源：1. 參數(shù)的不確定性2. 模型的不確定性

25、3. 人為因素的不確定性香港風險評估中所用的概率分析方法：古典的可靠度分析方法Monte Carlo模擬方法Bayesian估計方法考慮巖土性質(zhì)的空間變異性能考慮空間相關(guān)與局部平均效應(yīng)的隨機有限元計算方法GCO提出的邊坡工程的巖土工程指南中，對高風險的邊坡采用高的安全系數(shù)，對低風險的邊坡允許低的安全系數(shù)。分析技術(shù)的發(fā)展1. 人工邊坡的滑動分析2. 對自然巖坡滑坡的分析3. 自然山坡滑坡與暴雨的相關(guān)性分析4. 確定可接受的風險界限人工邊坡的滑動分析研究遷移角與滑坡體積的關(guān)系隨著滑坡體積的增大，遷移角趨于平緩。遷移角的概念比較簡單，而且它能直接反映滑動體的影響區(qū)域，相似于滑動過程中能量損失率，也綜

26、合了坡降的影響。人工邊坡的滑動分析對自然巖坡滑坡的分析泥石流的監(jiān)測和分析采用GIS平臺的三維模型，能計算出泥石流的位置、速度和厚度，遷移角和遷移距離的散點圖見下圖。采用Voellmy流變模型，對60個泥石流觀測資料進行了反分析，輸入?yún)?shù)為表觀摩擦角和紊流系數(shù)（m/s2）。泥石流滑動資料自然山坡滑坡與暴雨的相關(guān)性香港有降雨觀測的網(wǎng)絡(luò)，110個雨量計，用無線技術(shù)將信息輸送到中心，積累了20年的數(shù)據(jù)。得到了滑坡密度（平方公里的滑坡數(shù)量）與歸一化的單次暴雨量（24小時的雨量與年平均雨量之比）的相關(guān)性。相關(guān)性分析的結(jié)果可接受的風險界限這方面的先例很少，參考了歐洲、澳洲和加拿大關(guān)于其他領(lǐng)域的風險標準，對于

27、自然坡的滑坡和巨石的墜落制定了過渡性的風險界限，包括個人的風險和社會的風險兩個方面。個人風險界限應(yīng)用于在滑坡災(zāi)害中最易傷害的年死亡概率，而社會風險則用于影響社會的總風險?？山邮艿膫€人風險界限由巖坡的滑坡與巨石墜落所引起的社會風險界限定量風險分析應(yīng)用的案例定量風險分析的應(yīng)用分為全局的和特定場地兩方面。定量風險分析作為一種工具可以對特定場地進行研究。然而，這種方法也可以用于大量滑坡的全局分析的估計。災(zāi)害模型是在以往滑坡調(diào)查資料的基礎(chǔ)上進行的災(zāi)害分類。人工邊坡災(zāi)害模型與災(zāi)害分類潛在的生命損失潛在的生命損失（Potential loss of life）PLL定義為被寬度10m，體積50m3的滑坡直接

28、擊中的事件中死亡的平均人數(shù)。對于不同的災(zāi)害，考慮滑坡的規(guī)模和設(shè)施的性質(zhì)，分組統(tǒng)計的數(shù)據(jù)見Table2。根據(jù)災(zāi)害及后果模型，從35000個邊坡分類計算的PLL見Table3。切坡、填方和擋墻的PLL全局性的定量風險分析為分別確定管理目標提供了三種邊坡風險的分布與特征；不同類型邊坡的風險分布見表Table4；挖方邊坡、填方邊坡和擋土墻的定量風險的比值是611。用于定量風險減少的目標和風險的傳遞用于費用利益估計不同類型邊坡的風險分布自然坡全局風險的災(zāi)害分類12種災(zāi)害的類型，3種不同的機理，4種不同的規(guī)模；渠化泥石流、混合型泥石流（）沿著地形的坡降塌落和敞開的山坡滑動和塌落；自然坡全局風險的災(zāi)害分類頻

29、率模型頻率模型是基于降雨滑坡相關(guān)分析的結(jié)果，具有統(tǒng)計上的足夠精度。對自然坡全局的定量風險分析的結(jié)論是估計每年的潛在的生命損失為5個。特定場地的定量風險分析特定場地的定量風險分析主要用于自然坡的滑坡。對指定場地的結(jié)構(gòu)物分別計算的單體風險水平。學習香港的巖土工程經(jīng)驗香港是市場經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)，巖土工程體制也是比較成熟的地區(qū)，從上面的介紹中可以看出的不僅是技術(shù)上的先進經(jīng)驗，也可以領(lǐng)會他們在技術(shù)控制體制和監(jiān)管體制上的經(jīng)驗。香港與大陸同文同宗，為我國巖土工程師就近學習巖土工程體制提供了方便。在我國大陸，這幾年深基坑工程的事故很多，施工的安全事故很多，三峽庫區(qū)滑坡事故也比較多，關(guān)于工程風險評估與風險決策的問

30、題引起了工程界、學術(shù)界甚至政府的重視，也得到了保險業(yè)者的重視。風險評估已經(jīng)成為土木工程界，特別是巖土工程界的關(guān)注，但一般還停留在定性分析判斷的水平，采用專家咨詢打分的方法，還很少采用概率方法來分析工程風險，應(yīng)當是一個有發(fā)展前途的領(lǐng)域。體制和技術(shù)層面的深化改革在設(shè)計和決策時，我們經(jīng)常面臨信息量不是十分充分的情況，概率方法是處理和估量不確定性的最有效的方法。概率方法能夠提供有價值的洞察事物的途徑，特別是當經(jīng)驗不充分的時候，而確定性方法是做不到的。最小樣本容量是概率方法在工程勘察中的一種直接應(yīng)用，但強制性條文卻沖淡了取樣數(shù)量的概率統(tǒng)計意義，形成了在6個樣的問題上討價還價的局面。巖土工程中大量采用經(jīng)驗

31、公式，這是概率方法應(yīng)用的又一個領(lǐng)域，可是現(xiàn)在已經(jīng)有點面目全非了。危機表現(xiàn)在兩個方面，第一方面是出現(xiàn)了一些用計算結(jié)果進行回歸分析得到的“經(jīng)驗公式”！并進入規(guī)范！第二方面是漠視經(jīng)驗公式的“地區(qū)性”，不管土類、不管參數(shù)的范圍、不管是否經(jīng)過驗證，拿來就用的現(xiàn)象非常普遍。邊坡設(shè)計荷載是由巖土體本身產(chǎn)生的。材料與土的強度采用不同準則的矛盾在邊坡錨桿的設(shè)計中充分地體現(xiàn)出來。邊坡設(shè)計完全具備采用可靠度的設(shè)計方法，對于這類不涉及建筑物荷載的領(lǐng)域，又不涉及地基承載力的領(lǐng)域比較簡單。錨桿鋼筋截面強度驗算，鋼筋強度用設(shè)計值，錨桿拉力用設(shè)計值，采用了概率極限狀態(tài)設(shè)計方法。錨固長度（由錨固體與地層的粘結(jié)強度確定）驗算，由

32、于與地層有關(guān)，粘結(jié)強度采用容許強度，故錨固拉力必須用標準值。錨固長度（由鋼筋與錨固砂漿之間粘結(jié)強度確定）驗算，由于鋼筋和砂漿都是建筑材料，粘結(jié)強度用設(shè)計值，故錨固拉力也用設(shè)計值。與上部結(jié)構(gòu)荷載密切相關(guān)的問題地基基礎(chǔ)的設(shè)計，包括淺基礎(chǔ)的地基承載力驗算、樁基礎(chǔ)的單樁承載力驗算和各類基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，都是與上部結(jié)構(gòu)荷載密切相關(guān)的設(shè)計問題。由于荷載的分項系數(shù)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的可靠度分析得到的，地基基礎(chǔ)設(shè)計時荷載的設(shè)計值，即荷載標準值與分項系數(shù)都必須與上部結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)定一致。兩類可靠度分析的概念在地基基礎(chǔ)可靠度研究中，不能不考慮上部結(jié)構(gòu)荷載條件的制約。由于對荷載分項系數(shù)的不同處理方法，形成了兩類可靠度分析的概

33、念。一種是在上部結(jié)構(gòu)荷載分項系數(shù)約束條件下的可靠度分析，稱為不完全的可靠度分析；另一種是沒有約束條件的可靠度分析，稱為完全的可靠度分析。依照可靠度分析的本來意義，在地基承載力的可靠度分析時，基本變量有4個，可靠度分析的結(jié)果可以得到4個驗算點坐標，4個相應(yīng)的分項系數(shù)以及可靠指標。取決于可變荷載、恒載、粘聚力和內(nèi)摩擦角4個基本變量變異系數(shù)的相對大小和相應(yīng)均值的大小，所得到的分項系數(shù)的組合必然滿足敏感度系數(shù)歸一的條件，或稱為閉合條件，即滿足下式： cos2=0根據(jù)可變荷載變異系數(shù)0.29，恒載變異系數(shù)0.07，與土的抗剪強度指標變異系數(shù)的組合，得到的荷載分項系數(shù)就不可能就是荷載規(guī)范規(guī)定的可變荷載1.

34、40和恒載1.20的組合。盡管是各基本變量之間的最佳組合，但不符合荷載規(guī)范的規(guī)定而不能應(yīng)用于工程設(shè)計。造成上述現(xiàn)象的原因是在編制荷載規(guī)范時只驗算了14種構(gòu)件設(shè)計的工況，沒有驗算地基基礎(chǔ)設(shè)計的工況；合理的解決辦法是在優(yōu)化荷載分項系數(shù)時應(yīng)當同時考慮地基基礎(chǔ)設(shè)計的典型工況。在目前的情況下，為了今后設(shè)計工作的方便，確定地基基礎(chǔ)設(shè)計的抗力分項系數(shù)時必須滿足既定的荷載分項系數(shù)的條件，這就提出了不完全可靠度分析的問題。所謂不完全可靠度分析，是指在滿足可變荷載分項系數(shù)1.40，恒載分項系數(shù)1.20的條件下分配土的抗剪強度指標的分項系數(shù)，其結(jié)果必然不能滿足閉合條件，亦即不能得到失效概率為最大的驗算點。從可靠度的

35、角度看是不合理的，但從滿足工程實用的角度看，又是必要的。關(guān)于地基承載力采用概率極限狀態(tài)設(shè)計原則的前提是極限狀態(tài)設(shè)計，而不是按容許應(yīng)力設(shè)計，沒有這個前提，便不可能實現(xiàn)可靠度設(shè)計。89版建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范報批時，由于在當時技術(shù)條件沒有具備的情況下，強制要求采用的結(jié)果。正確的道路應(yīng)該首先采用總安全系數(shù)法計算地基承載力，然后再進行可靠度設(shè)計的轉(zhuǎn)軌。如何處理勘察與設(shè)計的體制關(guān)系？這是巖土工程與上部結(jié)構(gòu)關(guān)系的第二個方面，即我國已經(jīng)開始的、從勘察行業(yè)起步的巖土工程體制改革如何進行下去？如何處理當前業(yè)內(nèi)的諸多矛盾？如何提高巖土工程勘察的水平？如何提高勘察工作的地位？在勘察與設(shè)計分割的體制下，如何規(guī)避矛盾，做好巖土工程勘察工作？我國實行的是從前蘇聯(lián)引進的勘察設(shè)計體制，這種體制的特點是政府既管經(jīng)濟、政府又管技術(shù)，行政條塊分割，技術(shù)封閉，勘察與設(shè)計截然分離?？辈靻挝坏娜蝿?wù)是從地質(zhì)的角度查明工程地質(zhì)條件，勘察人員對上部結(jié)構(gòu)設(shè)計的情況很少了解，也不一定需要了解，因而所提供的資料不一定符合設(shè)計的需要，而設(shè)計人員對巖