试论边坡岩土工程不确定性及对策

夏碧涛

广西华蓝岩土工程有限公司，广西南宁 530001

边坡岩土工程与土体、土木工程以及工程项目周边环境等密切相关，无论在施工时还是在工程项目竣工后，这几个因素都会相互作用和影响。边坡岩土工程施工中，很多因素很难提前预测和把握。比如利用地质勘察能够了解工程项目区域岩土结构和地质条件等参数，但是更多的获取一个大概数值，无法实现准确评价，在岩土层取样试验方面同样如此，很难获取最准确的参数值。岩土工程问题分析方面，受到其他方面因素影响以及问题本身复杂性影响等，设计人员必须要进行一定的简化和假定，容易有分析结果与实际不一致等情况出现。

1 边坡岩土工程不确定性分类

当前，国内在岩土边坡方面仍以地质勘察、分析设计等方式为主，更多的属于静态设计施工，缺乏完善性，无法实现对工程施工变化情况的准确反应。

1.1 岩土参数不确定性

岩土参数主要是指岩土的物理力学性能。岩土参数的不确定性则是指岩土物理力学性能会随着时空发生明显变化，存在时间和空间方面差异性。虽然在岩土工程勘察阶段使用严格密封以及减少土样存放时间等方式最大限度减少时间方面因素变化，但是仍很难使岩土空间变异性得到解决，岩土空间变异性的分析必须要利用统计学方式处理和分析。岩土空间特异性是其独有特征，当前人们在这一方面的研究更多的是描述，无法实质性改变，最终所获取的参数也并非真值。

1.2 岩土模型不确定性

模型一定程度上可替代原型，具备原型的各项主要特征。在边坡岩土分析方面，模型往往有不同类型，进而出现模型方面不确定性。当前岩土工程中的分析模型，在复杂性和实用性方面还很大程度上受到人认知水平以及分析能力等因素影响。边坡岩土工程设计发展过程中，需要对坡体结构特点和性能等因素有充分全面分析考虑，对模型的选择和要求也越来越严格。在模型确定后，还需要做好数据分析方法的选择，比如有限差分法、边界元法、拉格朗日元法等，这些方法在实际应用中有着其独特优势和不足，可单独使用，也可几种方法联合使用。

1.3 岩土工程中人为因素不确定性

边坡岩土工程往往会存在有若干个设计方案，需要在其中确定一个最终实施方案。最终实施方案的确定与人的决策有关，从力学角度分析，各个设计方案都有其破坏可能性以及相应可靠指标。从经济学角度分析，不同方案其花费也会有明显区别。受到决策人员价值观念和思维方式等因素影响，所选择的方案也会有明显区别，可能会通过科学论证选择，也可能凭借其主观感觉以及经验选择。

2 边坡稳定性影响因素

2.1 气象因素

气象因素对边坡稳定性有着非常重要影响，如果施工区域雨季长，同时降雨量较为集中，那么边坡施工过程中边坡稳定性非常容易受到影响，尤其是连续暴露等恶劣气象天气，属于边坡失稳的主要外部因素。

2.2 岩土层工程性质

勘察区域边坡浅部包含有硬塑边坡、残积土、强风化混合岩等结构，这些岩土力学性能较差，抗剪性能差，边坡稳定性很难得到有效保证，属于边坡失稳的主要内部因素。

2.3 岩土体水理性能

边坡岩土以坡残积土和风化岩等组成，这些土体遇水后易软化和崩解，水理性能差。在干旱季节，边坡稳定性能够满足要求，但是在阴雨季节等，坡体较长时间受到水浸润，坡体自身重力会有明显增大，抗剪性能下降，边坡稳定性会有明显下降，最终导致边坡失去稳定性。

2.4 人类活动

工程项目施工中会出现有切坡等情况，边坡自然稳定性遭到破坏，容易有崩塌和滑坡等情况出现，属于边坡失稳的主要影响因素。

3 边坡岩土工程不确定性对策

3.1 常用对策

边坡岩土工程不确定性问题的应对一般会采取经验设计和安全系数等方式。在经验设计方面，主要是根据经验展开岩土工程设计，目前工程经验在岩土工程设计中仍占有非常大比重。岩土工程中有非常多问题充满不确定性，很难实现准确分析和评价，仅可以凭借自身经验以及工程特点等，制定出针对性的解决和应对方案。另外，岩土工程师可以根据其自身多年的实践经验等使各类不确定性因素的影响降到最低。在安全系数方面，岩土工程设计中安全系数有广泛应用，能够实现对岩土参数等方面不确定性影响的有效解决，但是具体安全系数的选择需要综合分析考虑，尤其在两种不同类型岩土计算模型方面，即使选择相同安全系数，其安全性也会存在有一定的差异，需要设计人员准确把握。比如在铁路和公路设计规范方面，在滑坡下滑力的计算方面，会选择不平衡推力法等方式，选择相同安全系数，所获取的下滑力会有明显不同。

经验设计和安全系数设计虽然都能够一定程度上减少岩土不确定性影响，但是目前边坡工程设计还存在有保守性、经验性以及感性直观等因素，如果设计人员未能实现对岩土相关不确定性的了解，采取岩土体力学参数及岩土计算模型的确定分析方式可行性高。在现代化建设事业发展过程中，工程建设方面的要求和标准越来越高，这些分析方式已经很难满足现代化大型工程项目建设需要，在岩土工程项目施工建设中，不仅需要对项目工程建设的自然环境和社会因素影响有充分考虑，同时还必须要提高决策和分析的科学性和合理性。

3.2 动态设计与施工

边坡岩土工程在力学分析和岩土模型选择方面存在有非常大复杂性，尤其在一些地质条件较为复杂地区，分析难度较大。在边坡工程施工过程中，一些原本相对较为模糊的地质条件会逐渐清晰化，甚至一些设计工作的开展未能实现对地质情况的准确勘察。仅按照原设计图施工，将非常容易有严重后果和问题出现。

动态设计和施工在实际应用中边坡工程施工有着一定的弹性，能够为岩土工程留出足够可变余地。在边坡岩土工程施工中，仅按照单一地质勘察以及设计分析缺乏科学合理性，很难反映施工过程中出现的各类动态变化，存在有明显缺陷和不足。边坡岩土施工过程中会不断有新的情况出现，必须要结合实际情况对原有设计进行一定的调整，重新施工。采取动态设计施工方法能够及时反应实际情况，提高设计的真实性，同时在具体施工过程中，还能够通过现场监测等方式准确判断现场安全性，是否有必要对预先设计进行调整和修改。动态设计与施工在实际应用中通过不断获取的信息使施工和设计方面存在的不确定性得到控制和消除。

在边坡岩土工程项目中，边坡岩土工程的设计存在有超前性特点，具体施工则更具现实性。超前性和现实性之间容易发生矛盾，必须要做好施工过程中各类信息的收集和整理，及时向设计师反馈，实现对设计的优化和完善，使矛盾得到有效解决。在具体边坡施工过程中，通过将钻探获取的信息、观察信息与设计依据相对比，能够实现对误差的准确分析和判断。另外，通过监测信息的分析和整理，为设计工作的开展提供重要支撑和参考。如果发现施工中所反馈的信息与设计依据存在较大出入，必须要做好对设计的修改。如果边坡施工所获取的信息比较合理，与实际不存在过大差异，则直接使用设计方案进行之后环节施工。需要注意的是，在完成边坡施工后，施工后的监测十分必要，以此可以实现对设计施工效果的准确分析和评价。

4 结语

岩土工程设计科学合理性很大程度上受到施工措施的选择以及地质条件等因素影响，在工程项目施工中必须要配备信息收集系统，结合开挖以及施工中所监测到的工程地质条件，利用动态设计与施工方法对岩土力学模型和相关参数进行优化和完善，能够更好地实现动态设计和施工，满足边坡岩土工程特点，保证整个设计施工的顺利有效开展。动态设计与施工的应用，在边坡岩土工程不确定控制方面发挥重要价值和作用，具有广阔应用和发展前景。