欢迎来到『东合南岩土』官方网站!

浅谈对岩土工程设计咨询的看法

354 2020-11-09 14:24:37

浅谈对岩土工程设计咨询的看法

一、岩土工程的“不确定性”

岩土工程涉及到建构筑物的结构、基础工程的地基土体(岩体)及周围环境。岩土工程很多因素难以预知,仅仅通过地质堪察了解岩土的结构及其它地质条件,是不可能彻底搞清楚的,但目前的设计阶段往往都是基于这些地质勘察资料进行了,因此难免在施工中会遇到不相符的地质情况,如遇到未探明的不良地质(障碍物、流沙、暗涌、溶洞或旧的基础等)情况。

对某土层或岩体取样进行试验测定岩土的参数,是不可能获得参数的真值或说是确切值;但这些试验测定值又是仅有的可用于设计具体参考的数据,因此,参数如能真实的反映了地质情况,那么基于此的设计也就如“中彩”般的不用变更了。

岩土工程问题的复杂性以及资料不足,又使得在设计过程中做出某些必要的简化与假定,以至于在很多情况下分析结果与实际结果不符。

“我们看起来知道的事情也许并不知道!”---面对具有不确定性的岩土工程,工程师最好记住的警言。

总结不确定性,可分为:岩土工程参数不确定性,岩土模型不确定性、人为因素的不确定性。对这几种不确定性的认识:

(1)参数不确定性,即是输入参数,如强度或可压缩性的参数空间变异性和离散性,还有参数的数据缺失等。这些参数具有空间和时间上的变异性。但在岩土设计中恰恰略去了参数的时空变化的因素,因此也就无法确切的得到这些参数的真值。

(2)模型不确定性

模型是原型的简化,仅反映原型的主要特征,而略去次要特征,但往往是这些简化是利弊并存的;对各种问题其分析模型并不是唯一的,模型的不确定性由此而来,并在岩土工程实践中发展起来,因此模型是理论化的结果,但要实践来检验并不断修正。

(3)人为的不确定性

人作为岩土工程设计的主体,所采用的分析模型是以来与对工程实用性和复杂程度的认识上,这是与人的认识水平和分析能力直接相关的。

岩土工程设计发展趋势是越来越多的考虑实际结构的特点和性能,这就必然要求岩土工程使用越来越复杂的模型。而对于实际问题,模型本身就是不确定性的主要根源,所以假如没有找到不确定性的主要根源,再精确的计算都毫无意义。


二、市场经济推力下的“安全系数”

工程咨询作为独立第三方的角色,在市场经济的环境中日渐成熟。岩土工程设计咨询的业务范围也日益宽泛,以设计优化咨询业务为例,其在当下发展中的问题也着实让人忧虑。

在岩土工程设计中,安全系数是一个非常重要的概念,而且采用多大的安全系数往往成为问题的关键。就两种不同的设计方法而言,安全系数相同,其安全程度并不相同。而设计优化咨询单位往往是依据委托方要求对原设计方案的“安全系数”大胆优化,如:隧道衬砌管片由450mm优化到350mm;围护地墙由800mm优化到600mm;混凝土支撑的断面由竖长型优化成扁平型……如此优化,依据的是工程经验、委托方的“节约”要求、设计方案的“过大的”安全系数。诚然每个设计方案都可能存在优化的空间,但是否设计咨询方大胆裁定就真是“优化”了呢?从市场经济的合同角度,设计咨询方为自己的方案负责承担风险,同时获得相应的风险利润,是合理的;但从岩土工程设计的法律责任角度,对设计方案的优化要征得原设计单位的同意,这样就关乎到“设计优化咨询”业务能否如此“大胆优化”的开展?

因此,“安全系数优化”是值得深思的问题。


三、动态设计与施工

基于岩土工程的“不确定性”特点,基于设计方案的不唯“安全系数”作定论的现状,动态的设计与施工使岩土工程具有弹性,使整个岩土工程具有可改变的余地。但动态设计与施工是不同于违法的“边设计边施工”思路;岩土工程“动态设计与施工”的咨询服务也会更能体现其价值。

由于在施工之前的初步设计阶段存在各种不确定性,可能在施工过程中发生当初没有预料到的事情,遇到这种情况必须修改原来的设计与施工方案。实际施工过程中进行现场监测以便估计施工现场的安全性并用判断是否要修改先期设计。

动态设计与施工本身就是根据不断获得的信息来消除设计与施工方面的不确定性。要求岩土设计咨询的工程师积极发挥工程知识与工程经验相结合的思路开展咨询服务。岩土工程师们也一致认识到,要想用唯一的方法处理各种各样的不确定性是不可能的。


稿源:中国岩土网评论员文章

本文仅供学术分享之用

转载请注明稿源