摘要：岩土工程的可靠性设计在岩土工程建设中占有重要地位，岩土工程经常会遇到软土地基的基坑支护工程的建设，这种类型的建筑更加需要保证设计的可靠性。软土颗粒之间的间隙相对较小，含水量相对较高，渗透率相对较低，因此地基基础的设计显得更加重要。岩土工程地下结构的使用寿命相对较长、重要性相对较高，本文针对岩土工程设计中的可靠性进行分析，介绍了相关分析方法，并对提高岩土工程可靠性的有效措施进行了总结，以达到提高岩土工程质量和可靠性的目的。
关键词：岩土工程；设计；可靠性；有效措施
1岩土工程的不确定性分析
1.1岩土本身的不均匀性分析
岩土本身的介质及材料结构等方面存在一定的不均匀性，其结构的不均匀极容易促使岩体出现裂缝，进而影响岩土结构。岩土结构本身的组成在结构方面存在一定的不确定性，这是影响岩土结构及施工设计的关键因素。岩体结构本身的离散性导致岩土的力学强度、抗压强度及施工工艺参数相对不稳定，其结构设计需要进一步调整，在注重结构调整、不确定性分析的过程中，需要从岩土结构、岩土性质等角度进行，这是分析岩土不均匀性的关键指标[2]。
1.2统计角度下的不确定性分析
在对岩土工程的结构、工艺方案等方面进行设计的过程中，统计学本身的参数误差、模型不准确性都会直接影响岩土工程结构设计的应用价值。例如，在构建数学模型对岩土结构进行设计的过程中，其弹性力学模型、损伤模型及结构模型，其常变量、基本变量本身的数值存在误差，会直接影响模型参数及模型性能的落实与调整。岩土结构设计需要从内摩擦强度、抗压强度及变形量分析等角度进行分析与调整，但是，模型参数及模型基础数值的误差及不确定性，直接影响安全系数构建及岩土结构设计效果的相对提升。
2岩土工程可靠性设计分析
2.1一次二阶矩分析法
一次二阶矩分析法是岩土工程可靠性设计的常用方法，该方法依据展开点可以分为验算点法和中心点法，这种方法是以独立的随机变量作为前提，然后建立起可靠指标的求解公式，是可靠性计算最简单的一种方法，在岩土工程可靠性分析中得到了广泛的应用。但是在对于该方法加以应用的过程中，需要注意以下两个方面的问题。首先，由于土体指标的互相关和自相关性都很强，在对于一次二阶矩分析法加以应用的过程中，是不考虑变量的相关性的，所以可能导致求出的可靠性指标出现较大的误差；其次，该方法较为适用于非线性程度不高的极限状态中，而对于非线性程度较高的极限状态，会存在求导困难的问题。
2.2蒙特卡罗分析法
蒙特卡罗分析法也是岩土工程可靠性设计中一种常用的方法，该方法主要是利用数值模拟的方式，通过在分析的过程中大量抽样随机变量，然后再将样本值带入问题之中进行分析，并且依据工程失效率对于结构失效率进行估算。在对于该方法加以应用的过程中，因为随机量和模拟速度没有关系，而且模拟过程和极限状态的复杂程度也没有关系，所以其应用较为直接简便，而且蒙特卡罗法也是当前检验其它方法计算精度的唯一方法，所以在岩土工程之中较为适用。
2.3响应面分析法
响应面法也是一种较为常见的可靠性分析方法，该方法利用响应面模拟极限状态的曲面来对于失效模式进行分析，在对于这种方法加以应用的过程中，其循环次数往往会受到随机变量的影响，在随机变量的数量过多时，失效率往往难以得到有效地保证，而且如果输入变量的变化较小或者是输出变量发生突变，响应面分析法往往难以适应。
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2.4随机有限元分析法
随机有限元法是将概率统计和确定性分析两种方法相结合的一种方法，该方法主要是通过对于工程的统计特征加以计算来对于可靠性进行分析。随机有限元分析法主要有两种方式，第一种是将随机量离散化，第二种是将函数转化为功率谱的密度函数。利用随机有限元法可以获得较为精确的可靠性分析结果，在岩土工程中有着较为广阔的应用前景。
3岩土工程结构可靠度设计的有效措施
3.1提高工艺参数的可靠性
在对岩土工程结构进行分析及调整的过程中，需要从目标可靠性的角度入手，可以采用类比法对岩土结构本身的工艺参数进行设计与分析，以此为后续的数学模型构建、数学工艺参数落实等方面提供数值依据。类比法的应用是以选择失效概率的方式，对失效概率、可靠指标对应关系等方面进行分析与调整，这对提高岩土结构设计工艺参数可靠性方面有积极作用。工艺参数设计需要从破坏后果、建筑物类型等方面进行分析，其指标以结构的承载力、抗压强度等指标为中心，在明确工程指标分级的前提下，利用类比法、校准法对岩土工程的工艺参数进行控制与调整，以此实现工程方案的设计可靠性提升。
3.2土坡设计的稳定性
土坡的稳定性对岩土工程的可靠性有着非常重要的作用，在传统的方式中，虽然设计人员已经尽量将各项数据精确计算，但是还是不能够对随机因素进行有效控制，失败概率也无法估测。因此，为了提高岩土工程的可靠性，需要采用多种方式来进行加固，提高岩土工程的可靠性。比如：设计人员利用响应面法、运动单元法等，确定不稳定区域的规模和土坡的安全系数，并利用计算机技术进行详细的模拟和计算，提高数据的精准度，进而提高岩土工程的可靠性。
3.3地基设计的可靠性
地基的稳定性对整个电力工程来说有着重要作用，为了保证地基的稳定性，需要借助上述提高可靠性的方法来对地基进行设计，对建筑的可靠性指标进行分析，保证地基不会超出容许的承载力，同时也不会大面积破坏建筑地点基坑周围的环境，并尽量保证地基岩土性质的稳定性。
3.4提高设计人员的专业技术和综合素质
设计人员在设计过程中起着决定性的作用，所以要注重设计人员的综合素质以及专业的设计水平，使设计人员可以在工岩土工程设计中做好各项工作：①设立专门的培训机构，由于设计人员的综合素质和能力与设计结果的可靠性有着直接的关系，并且在展开设计的过程中，每个环节都有人为的参与，就会出现由于疏忽出现不精确现象的发生。所以要对岩土工程设计人员进行专业知识的培训和指导，加强他们的学习，并让他们意识到工程质量安全的重要性和必要性，可以认真对待海量的数据和报告。还可以让经验丰富的设计人员分享自己的经验，从而提高设计人员的综合素质和专业的管理水平；②要根据设计过程中的实际情况，建立完善的设计人员的管理制度，确相关规范，对设计人员进行合理、科学的管理，从而保证各项数据的准确性，进一步保障工程安全性和整体的质量。
结束语
综上所述，岩土工程可靠性的设计是关系岩土工程质量安全的重要内容，在岩土工程设计中应加强认识，针对不同的内容选用不同的分析方法，并在设计过程中加强控制，采取有效地措施提高岩土工程设计可靠性，使得岩土工程更好地满足相应的要求。
参考文献：
[1]王峰.论提高岩土工程设计可靠性的有效措施[J].住宅与房地产，2018（11)：110.
[2]周小明，马艳秋.岩土设计中可靠性分析的应用[J].工程建设与设计，2018（02)：67-68.
[3]邓科.岩土设计中可靠性的分析[J].建材与装饰，2017（29)：247-248.
论文作者:张宁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：岩土论文; 可靠性论文; 岩土工程论文; 结构论文; 方法论文; 过程中论文; 设计人员论文; 《基层建设》2019年第1期论文;