边坡岩土工程不确定性与对策探讨

引 言：在边坡岩土工程中，会存在很多不确定因素，对施工造成影响，还会存在安全隐患。加强对不确定因素的研究，并采取针对性措施进行防治，能够有效保证施工顺利进行。

1 岩土工程不确定性的主要因素 1.1岩土物理学指标

岩土物理学指标也就是我们常说的岩土参数，由于这些参数会随着时空的变化而发生较大幅度的变化，具有显著的时间和空间变异性，因而其不确定性也就非常容易被理解。虽然在实际工作中，工作人员会通过严格密封、缩短土样存放时间等措施降低外界因素所带来的不良影响，但是岩土体的空间变异性却无法避免或控制，只有通过统计方法对这种空间离散和变异性进行处理。在岩土工程中，空间变异性是一种特有现象，虽然可以对其进行描述，但是却无法对其实质性地减少，因此，最终形成的参数也只能是理论计算的结果，而非其真值。

1.2 岩土模型

模型是原型的理想化替代物，它反映原型的主要特征。对于边坡岩土分析，模型并不是唯一的，模型的不确定性由此而来。在岩土工程实践中发展起来的分析模型，就其实用性和复杂程度来说，是与人的认识水平和分析能力直接相关的。边坡岩土工程设计发展趋势是越来越多的考虑实际坡体结构的特点和性能，这就必然要求岩土工程使用越来越复杂的模型，在确定了模型后，关键还在于选取合理的数值计算方法，如：有限单元法、有限差分法、极限分析法、通用条分法、滑移线法、边界元法、离散元法、拉格朗日元法、流形元法、非连续变形分析法、半解析法等，各种方法都有其优缺点及适用条件，可以单独使用，也可以联合使用。

1.3 人为因素

设计人员在施工前通常会设计多个岩土工程施工备选方案，并最终从中挑选一个合适的方案进行实施。不同的方案所需的经费自然不同，当然不同的方案间的可靠性与稳定性也各不相同，从施工方案的设计与决定的整个过程均是由人为因素完成的，因个人的思维方式与价值观念不同，不同决策者对实施方案的选择也会不同，其决策依据既可以是依赖充分的科学依据也可以是直觉与经验判断。

2 边坡稳定性影响因素原因分析

根据边坡坡体结构特征及岩土层工程性质等地质环境条件，对区内边坡稳定性影响因素分析如下：

2.1 岩土层的工程性质

勘察区内的边坡浅部主要由可塑状～硬塑状坡、残积土及全风化、强风化混合岩等构成，这些岩土层的力学性能一般，抗剪强度不高，对边坡的稳定性不利，是边坡失稳的主要内在因素。

2.2 气象因素

勘察区雨季长，雨量充沛，降雨集中，多年平均降水量1477mm～1941mm，年降水量主要集中在4月～9月，该期间降雨为边坡失稳提供外部条件，连续暴雨是边坡失稳的主要外部因素。

2.3 岩土体的水理性能

坡体构成为坡残积土以及全、强风化岩，均具有遇水易软化、崩解的特点，其水理性能较差，因此在旱季期间，边坡的稳定性通常较好，而雨季期，坡体长时间受水浸润将导致重度增大、抗剪强度等力学性质明显降低，从而导致边坡稳定性减弱。水理性质较差是本区边坡失稳的重要因素。

2.4 人类活动

人类因工程切坡而使坡脚减载，从而破坏边坡自然的稳定状态而引起滑坡或崩塌，是边坡失稳的诱发因素。综上所述表明，在本区特定的地质环境中，边坡稳定性的影响因素较多，其中控制边坡稳定性的内因是坡体岩土层工程性质和水理力学性质差，人类在边坡顶部工程活动强烈且没有及时进行必要支护则是边坡失稳的主要外因，大气强降雨是诱发边坡失稳的不利因素。

3 边坡岩土工程不确定性的对策 3.1 常用的对策 （1） 经验设计

岩土工程以前经历过完全依靠经验设计的阶段，而且直到现在，工程经验特别是地方经验仍然在岩土工程设计中占有十分重要的地位。岩土工程问题中，有很多因素是不确定的，因此很难进行准确的分析，我们只能通过经验再加上工程

的具体独有的特点，从而设计出一套解决方案。岩土工程师多年的实践经验可以在一定程度上减少岩土参数和岩土计算模型不确定性因素的影响。

（2） 安全系数

在岩土工程设计中，很早就采用了安全系数这样一个非常重要的概念，它可以有效地部分解决岩土参数、岩土计算模型不确定性因素的影响。但采用多大的安全系数往往成为问题的关键，特别是就2种不同的岩土计算模型来说，如果取相同的安全系数，其安全程度并不一定相同，这也增加了设计者把握的难度。

（3） 不足之处

以上是常用的2种减少岩土不确定性影响的方法，但也可以看出，经验性的、保守的、感性直观的因素是目前边坡工程设计中普遍存在的一种现象，它可以表现为过分保守地确定岩土体力学参数、构建相对保守的岩土计算模型，采用相对保守的安全系数，较多地考虑其它危险因素等等。当设计者对岩土有关的不确定性了解很少时，这样考虑问题是合理的。但是，随着我国现代化建设事业的不断发展，工程建设逐步由低标准向高标准发展，这种方法目前已不适应现代化大型工程建设的需要，现在的岩土工程需要考虑本项目工程建设以外的自然环境、社会意义等因素的影响，所以要进行更加科学的分析与决策。

2.2推荐对策

经过业内人士的不断探究，一种新型具有可行性的方法—动态设计与施工已引起了广泛的重视与运用。

由于边坡岩土工程在岩土系数与岩土模型选择的特殊性，再加上复杂的地质条件使分析的难度系数加大，在工程正式施工后，设计方案中对勘测工作的遗漏与失准现象均会得到显现，此时若仍沿用原先的设计方案则会造成严重的后果。动态设计与施工改变了传统的静态的设计施工流程，其使设计方案更具弹性，若在实际操作中发现实际检测结果与方案出入较大则可以对现行设计进行修改，该方案可对施工过程中出现的问题及时作出处理对策。但是，这就要求施工人员做好对施工现场的监测工作。

在动态设计与施工的方法中，设计人员要及时采集施工现场的新信息并与设计方案中的数据进行对比，比较两组数据间的误差，另外，设计人员还应做好施工现场的监测工作，随时将采集的检测信息进行分析，以判断设计方案是否合理，若设计方案中的信息与监测信息存有较大差异则可立即对方案进行修改，以便在

下一级施工中使用新方案，若两组数据无明显差异则可沿用原先的方案继续施工，以此方法贯穿于整个施工过程中，直至工程顺利结束，而动态实际与施工中的连续监测方法仍可以作为对施工效果的评价方法。

3 结束语

总之，在施工过程中，设计人员要密切监测施工情况，及时采集监测数据并与原定方案中的数据进行对比，根据施工现场所暴露的实际地质条件、岩土模型、岩土力学与参数等资料及时对方案中的漏洞进行修复与修改，对于有出入或遗漏性的方案要及时给予更新，保证下一阶的施工进行有新方案的支持，充分将施工与动态设计相结合，这样才能保证施工工作高效、安全、顺利地开展，最大程度消除不确定因素带来的安全隐患。

参考文献：

[1]吴颖奕.试论岩土工程基坑支护的重要性[J].施工技术，2013（06）. [2]莫廷满.基础地质在岩土工程勘察中的应用[J].技术与市场.，2010（09）.