（南京勘察工程有限公司 江苏 南京 211100）
【摘 要】岩土工程是一个综合性很强的系统工程，包含着勘测、规划、施工等许多程序，把可靠性分析应用到岩土工程还需要相关人员进行更深层次的研究和探索，从而最大限度的确保岩土工程的顺利进行。岩土材料的不确定性问题日益凸显了出来，这就导致了在工程设计和建设中，会产生各种难以把握的问题。面对这样潜在的危险，在岩土工程中应用可靠性分析就会有重要的现实意义。鉴于此，本文主要分析岩土工程的可靠性研究。
【关键词】岩土工程；可靠性；可靠性
【中图分类号】TU43 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）22-0224-02
1.岩土工程的特性
1.1 岩土工程具有天然特性
在结构工程当中所采用的都是人造材料，人能够控制其材料的性能。但是岩土工程需要分析的对象是天然的，是拥有自然属性的物质。如，砖以及钢筋混泥土与人造材料，全国范围内调查统计就能够获取到人为设定的参数值。但是岩石或土却不同，它们是属于天然的材料，只能通过勘察测试具体的每个工种来取得数据。
1.2 岩土工程存在较为明显的地域性特征
岩土的性能会因不同的位置而出现变化。在不同场地的岩土性能也存在着不同程度上的差异，即使是在同一场地的同一土层内，岩土的性能也有可能会出现不同的变化。实际上，随着位置变化而形成的岩土固有变异性这一点，在统计岩体的变异性时就已经纳入进去了，但是在结构工程中，这一特点根本就不存在。
1.3 岩土属性参数获取较难
在各项性能参数的获取上，岩土和结构工程也是存在着较大差异的，结构工程是通过分析计算获得各项参数的，岩土的各项性能指标参数则是通过实验而获取到的，其难度要更加的大。所以，就一个工程而言，在试验中分析所花费的资金要远高于在计算中花费的资金以及时间。
2.可靠性分析的主要方法
2.1 蒙特卡罗模拟法
蒙特卡罗法是利用数值模拟来解决可靠性问题的，其有着十分明确的概念，模拟的收敛速度快，适用面较为广泛，同时和随机相量维数没有关联，不受极限状态方程是否复杂的限制，特别是不需要线性化状态函数，以及正态化随机变量就能够直接解决掉问题，且可根据模拟次数以及精度来确定好模拟的误差。具体而言，其第一步需要大量的抽样随机变量，建立在此基础之上，在实际问题当中带入每一个样本值，借此来分析确定性，随后依据工程失效频率估算出失效概率，能够说其是现阶段对其他方法精确度进行检验的唯一方法。但是，其也存在着不足，那就是较小的失效概率背后，通常都是需要十分数量庞大的数值模。
2.2 一次二阶矩法
影响岩土工程结构可靠性的因素有很多，而且还很复杂。很多因素都还没被深入研究透彻，不能精准的确定变量的概率分布情况，只有随机变量的均值和方差着两个阶矩能够得出。因此只能近似的计算出可靠性指标，从而估测结构的可靠性。
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2.3 随机有限元法
随机有限元法在岩土工程可靠性分析中应用的十分得当，其不但结合使用了确定性分析以及概率统计，同时还考虑到了有关物理量的随机性。在随机变量时，可通过转换相关函数或者是直接散离化随机场，让功率谱密度函数得到相对二样更加简单的分解表达式，从而分析岩土工程的可靠性。其和确定性有限元法相比较，随机有限元法更加的客观、合理以及实际，分析结果在已知参数统计特征下会更加的精确。
3.可靠性分析在岩土工程中的应用
3.1 土坡稳定的分析
土坡稳定问题是岩土工程中最主要的问题。虽然对土坡稳定性计算的方法已经有了很多研究，而且计算方法也已经非常纯熟了，但在实际的工程建设时，还是会经常发生土坡不稳的安全事故。虽然计算已经非常精确，但在设计时没有充分注意到各种随机因素的变化。如果运用传统方式是不能得出土坡的安全储备数量，也不能估测出潜在的可能会失败的概率。
3.2 地基稳定性的分析
地基的稳定性保障了工程建筑物的安全。在计算地基的可靠性指标和发生失败的概率时，应该连同整个建筑物共同的进行整体考虑。我国现在的地基设计一般都是使用地基容许承载力，这是一种在规定界限内的承载力。只要在数值范围以内，就不会出现地基整体不稳的极限情况。这从某种意义上说，也符合概率极限状态的设计原则，可以应用可靠性分析方法。
3.3 地基变形的分析
在保证地基容许承载力在规定范围内时，建筑物的基础或岩土结构物如果超出正常使用或耐久性能失效，就会发生地基变形，比如沉降、沉陷及水平位移；如果变形过大，还会使建筑物出现裂缝，影响其外观，甚至是难以使用。
3.4 实例分析
某工程首先必须对其的岩体可靠性进行分析。故采用本方法对其的岩体工程的可靠性进行分析。根据需求，作出四个剖面。
在本次岩体分析中， 首先对对整个岩体边坡进行有限元计算分析，得到了大量的结点位移和单元应力，根据这些详尽的资料(主要是屈服应力，实际等效应力，以及各高斯点坐标)，将数据整理规则化，求出各高斯点的可靠指标，再引用动态规划多级决策方法求出各分析剖面的最危险滑动线及其相应的可靠指标。
在边坡的可靠性计算中，岩土参数变异系数的选用是根据地质勘察资料，结合规范以及经验进行综合分析而得出的。对各个剖面进行可靠性分析时，得到的最危险滑动线及其相应的最小可靠指标。
然而，国内外还没有对工程整体稳定性的判断标准，给出一个明确的可靠指标值。因此，暂时只能参照其它的规范标准，并结合工程经验，对工程的整体稳定性进行判断。参照建筑结构设计统一标准中规定的结构构件承载能力极限状态设计时采用的可靠指标值，可以看出：岩体的可靠指标值(4.99)达到了一级安全等级。
总之，随着经济的飞速发展和科技水平的不断提升，岩土工程建设也取得了显著的进步，并推动了经济的发展。在进行土木工程建设时，需要运用正确的理论方法来进行分析。但岩土工程却有着很多不确定性因素，传统上依据固定安全系数的方法已经难以满足发展的需要。如果应用可靠性分析方法，就会使决策更加的科学和有效。
参考文献
[1]沈晚仁.论提高岩土工程设计可靠性的有效措施[J].建材与装饰，2016，(31):232-233.
[2]王勇智.论如何实现岩土工程的可靠性设计[J].广东科技，2013，(18):143-144.
论文作者:张其峰
论文发表刊物:《建筑知识》2017年22期
论文发表时间:2018/1/2
标签：岩土论文; 可靠性论文; 岩土工程论文; 地基论文; 工程论文; 土坡论文; 概率论文; 《建筑知识》2017年22期论文;