摘要:在岩土工程建设过程,为了保证工程项目建设质量,需要进行有效的工程设计。本文通过对岩土工程设计可靠性的分析,总结了提高设计可靠性的对策,旨在全面提高岩土工程设计水平,从而进一步为岩土工程建设工作开展奠定良好基础。希望通过本文有效阐述,能够为相关设计工作开展提供有效参考。
关键词:岩土工程;设计;可靠性
引言
岩土工程设计工作开展过程,要提高设计的可靠性,因此,在进行设计研究过程,要明确岩土工程特性,这样不仅利于加强设计研究能力,也利于全面提高设计的可靠性。下面结合工程实际,有针对性的对岩土工程设计可靠性进行阐述。
1岩土工程特性
1.1数据难获取
对于普通结构工程的数据分析而言,通常可以使用计算机设备来计算和详细分析数据,同时也包括对数据的有效获取。但是,岩土工程就不是这样,在获取数据中能利用实验的方法去实现目的,因此,岩土工程数据不容易被获取到,有相当大的难度。而且岩土工程要想获得数据,在技术方面要求比较高,需要有成熟化的实验体系做支撑。除此之外,与其他结构工程相比较,岩土工程在数据获取上不仅很难,而且所消耗的资本也很大大。作为施工的单位,若是工程中偷工减料,就不能确保岩土的可靠性,影响了岩土工程设计的准确性和岩土项目的质量。
1.2天然性较强
结构工程多数用的都是人类可以控制性能的材料,主要是以人造材料为主。而针对岩土工程而言就不是这样,其用的材料多数都是自然属性物质,分析对象的很多材料都是天然性材料。比如,常见的人造材料,包括钢筋混凝土和砖,他们的属性和参数人们可以自主性的来选择,因材料属性与参数都是人为进行设定。但是,土与岩石是天然材料,应用前必须经过人工的不断勘测,以此来确定材料数据。
1.3地域性明显
不同场地岩土性能有所差异,即使是在同一个场地,同一个土层,岩土性能也有所变化。而结构工程一般不用考虑这些,由于岩土有地域性的实际特征,负责设计的工作人员在设计工程项目的过程中,要有效结合地域性特征,并严谨的进行设计,综合考虑岩土性质和工程需求之间的联系。
2提高岩土工程设计可靠性的措施
通过对岩土工程特性的分析,利于提高可靠性设计能力,在进行实践分析过程,要结合岩土工程特性,有针对性的应用高效的设计方法,从而不断提高岩土工程的建设质量。下面有效的总结提高岩土工程设计可靠性的对策。
2.1随机有限元分析
在项目可靠性的分析中,随机有限元分析法不仅有效结合应用了概率统计和确定性分析的基本内容,而且还充分对物理随机性问题进行了周详考虑。出现随机变量的时候,可以利用有效的方式,包括直接散离随性或者是转换相关函数,以此用简单方便的表达,进一步分析出岩土项目是否可靠。而针对随机有限元来说,其实际性强,客观性也强,自然分析结果会更加的准确。业内人士也表明,随机有限元的方式可以给岩土可靠性分析带来更大的便利。
岩土工程可靠性分析还要将物理学概念不断渗透进来,要进一步分析出土体在动荷载和静荷载的作用之下所产生的不同反应,进而根据土体的性状来做有效的预测。另外,把岩土项目的差异带到对可靠性的分析上,可以全面提高岩土项目的设计能力,确保项目设计的整体性效果。
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图1开挖和边坡有限元分析
2.2响应面分析
进行可靠性分析的时候,响应面分析法可以应用有关确定性的实验,真实模拟极限状态下的曲线,这样可以顺利完成失效模式的具体分析,有效解决传统显示函数不能表达极限方程的不足性问题。第一,响应面无法出现在输出变量突然变化,输入变量不大的情况下。第二,大量随机变量使效率逐渐降低,因此要想分析岩土工程的可靠性,响应面法有很大的局限在里面。第三,不要忽略响应面法的真正优势,为此建议在未来的发展中不断增加响应面的深入研究,进一步调整和优化已经存在的弊端,并找到有效的调整方法,进而让响应面这样的方式也可以在岩土工程可靠性分析,设计中得到良好的应用,进而将最自身最大的价值发挥出来。
2.3蒙特卡洛分析
所胃蒙特卡洛方法是应用数值模拟来有效的解决岩土工程的实际性问题,主要是设计中产生的可靠性问题,以此全面提高设计的可靠性。使用蒙特卡洛法的时候,要做施工地点岩土的大量取样工作,并详细分析所抽取的样本,在下面的流程中将样本值带入进来,进而在分析的数据当中,确定好岩土工程施工设计的可靠性。除此之外,蒙特卡洛法也是对其它环节数据精准度检验的唯一方法,该方法需要利用计算机设备,不断强化计算水平,切实提高计算的精准度,进而促使测量和计算出来的结果与实际更加相符。实践证明,计算机技术是蒙特卡洛法里的核心性技术,有非常重要的地位,而且在项目可靠性提高方面不可替代。比如,圆弧滑裂面均质突破过程中,先假设摩擦系数是f=tanφ,粘聚力为c,并采用随机变量处理的方法来操作。然后再根据提供的数据可以得到土体破坏率为0.083,因此可以看出土体失稳性大,普通方法无法实现。
2.4一次二阶矩分析
在分析与设计岩土工程的可靠性中,一次二阶矩法也很常见。根据展开点进行详细划分,可以分成两种,一种是分成验算点法,另一种是中心点法。这样的方法是可靠性计算比较简单的方法,也是由于非常简单,所以在分析岩土工程可靠性上应用得也很广泛。但是,这种方法在使用的过程中,有两个问题必须加以注意。第一,土性指标自相关联性与互相关系性较强,使用一次二阶矩分析法就要考虑变量相关性,这就导致可能出现可靠性指标误差比较大的现象。第二,一次二阶矩法更适合在非线性程度低的极限状态下使用,因为如果是非线性程度高的极限状态,计算与求导都会产生困难。
结束语:
岩土工程建设工作的有效开展,进一步为国家经济发展奠定良好基础。在分析岩土工程设计可靠性过程,应该从多方面进行设计研究,从而结合有效的设计手段,进一步加强设计可靠性的探索能力。本文结合工作实际,从多方面对其设计可靠性进行了研究,旨在不断提高岩土工程建设水平。
参考文献:
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