关于岩土工程风险分析及工程中应用研究

樊中武

岩土工程在施工中面临着地质结构、岩石结构等不可控因素，还包括人为因素等不确定的因素，建设过程中会存在一定的风险。这里的风险主要指的是岩土工程没有按照规定的工期完成相应的工作量的一种概率[1]。当前在工程风险分析理论中，可靠度风险理论是一种常用的理论，被广泛用在工程建设、区域规划等项目中。因此要确保施工安全，就有必要在施工之前对施工过程中的风险因素进行分析，做出针对性的预防措施，减少工程施工中的风险。风险分析系统就是一项针对工程风险分析的系统化的理论，对于工程风险分析，保障施工安全和效率有着重要作用。

一、岩土工程概述

岩土工程是综合地质学、岩石力学、土力学的一种土木工程建设方法，它的研究方向是岩体与土体，具体涉及到土方边坡、地下工程和地基等。与一般工程不同，岩土工程需要考虑到复杂的地质条件和地下条件，这主要是有岩土的复杂性决定的[2]。具体说来，沿途材料经过漫长的地质作用，性质上具有不确定和不稳定的特点；同时他的不稳定性还表现在力学方面的非线性。总的来说，岩土工程的不确定性主要有以下几点：一是岩土工程的判定理论不统一，二是不同环境下的岩土评判指标不一致，三是岩土工程受力荷载情况难以测量。

岩土体的不确定性主要是由地质原因造成的，岩土体的形成经过了漫长的地质作用，在分布上不均匀，这就造成了建设过程中存在着很多不确定性因素。同时，在对岩土体进行相关测量过程中，会产生一定的误差，也导致了不确定性。此外，由于岩土工程受力荷载的大小和分布情况复杂，测量难度大。在对岩土工程进行测量评估时，测量评价的指标过少，对真实的岩土环境不能真实模拟，导致在辨识一些可能存在的风险上效率不高。

二、岩土工程风险分析相关指标

（一）岩土工程设计参数

设计参数就是在工程施工之前工程使用单位对工程的整体要求，施工单位根据要求作出的总体设计规划。在岩土工程的风险分析过程中，设计参数是一个重要的分析指标，通过对相关参数的检验，可以有效检验出工程是否符合建筑要求，是否存在风险因素[3]。岩土工程设计参数检验主要是通过拟合度检验实现的，拟合度检验是通过设定规定范围内的变量，以此为基础检验设计参数的准确性。

（二）岩土工程安全参数

所谓岩土工程的安全参数，就是指岩土工程施工过程中应对一些可能存在的不确定因素的能力。由上文的分析可以得知，岩土工程存在着诸多不确定因素，既有岩土体本身的因素，也有评价分析体系不健全造成的。因而在施工过程中，既会受到岩土体特征的影响，也会受到外部条件的影响。这就有必要建立一套安全防护措施，以防范因岩土体自身和评价分析体系不健全造成的安全威胁，减少工程中出现的安全事故，保障工程的安全性。

三、岩土工程风险分析方法

近年来，我国建筑行业取得了长足的发展，形成了自己的建筑施工评判体系。在岩土工程施工中，对风险因素的分析传统上采用的是定值论[4]。这种方法主要是采用安全系数的方法，即分析岩土工程中的安全系数，衡量工程施工中的安全性，这种方法取得了一定的成效。随着施工难度的加大和施工技术要求的提高，这种方法逐渐不能满足岩土工程风险分析的要求，因而有必要采取一种更加合适的风险分析方法。

（一）变异岩体量化风险分析法

3σ法则下的误差传播函数法主要是针对变异岩土体中存在的一些不确定因素进行函数分析，通过函数模型可以较为真实地反映施工地的地质水文状况，有利于岩土工程的风险分析。

这种方法主要是针对岩土体中的一些复杂状况作出分析，通过概率统计和空间结构模型对岩体的变异情况进行准确的量化分析，从而判断岩体中的风险因素，为工程施工提供依据。

（二）地下工程风险分析方法

地下工程以其施工位置的独特性，往往在施工中存在着较大的困难，风险程度也比较大，不确定因素比较多。通过参数反演和模型识别等方法可以得出一些有用的数据，帮助判断地下工程分析结果的准确性，减小地下工程的风险。有关研究人员提出以有限元研究岩土工程的特点，从而找出一个可靠度比较高的施工方式，这种方法的具体操作是以有限元节点信息当作功能函数，当输入不同的参数时，计算工程在进行锚固和没有锚固的情况下的破坏率，以此推断不同的风险。

四、岩土工程风险设计方法

当前，岩土工程的风险设计方法一般有两种类型：一种是常规类型，主要设计标准是以规范的、公认的惯例；另一种是研究工程的潜在风险，通过尽可能地减少风险实现风险设计的目标。这种方法主要是分析风险的可靠性，以实现风险的可控。岩土工程施工条件较为复杂，在具体的施工环境中还要以实际情况为基准，不可以现有的分析方法进行套用，综合分析岩土体的本身状况、力学特性，充分利用统计学和概率论等方法进行不确定性分析。一般而言，风险分析方法包含以下步骤：一是广泛搜集有用信息，确定工程中存在的不确定因素；二是对这些不确定因素进行模拟，对风险作出大致的评判；三是在此基础上搜集信息，对参数进行修正，做出决策。

五、岩土工程风险分析应用

岩土工程的风险应用是施工过程中有效规避风险、保证施工安全、实现经济效益的施工举措。在施工过程中的不确定因素较多，设计的模型与实际结果差距较大，针对实际工程的数据也有限，因此在风险分析中主要是以概率的形式出现，通过对风险概率的分析，为工程施工提供决策指导。岩土工程风险分析是对工程中不期望出现的事故进行分析评定，判断这种事件出现的概率，分析它出现之后的结果，因而在风险分析之中考虑的风险因素必须全面。全面完整的风险分析应综合考虑工程中的自然因素、人为因素、社会因素、经济因素等方面的影响，并针对性的做好防范的措施。风险分析主要是针对工程的施工中可能出现的状况做一预期，是工程设计要求的体现。

六、结语

岩土工程是一项较为复杂的工程，在施工中面临诸多的风险因素，要保证施工质量就必须要对工程风险作分析。文章认为，风险分析和不确定性分析在岩土风险工程分析中有着良好的互补性，可以有效增加风险分析的有效性，为岩土工程施工决策做依据。