岩土工程的安全度-(上).ppt.ppt

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1、岩土工程的安全度-(上).ppt Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望学习了工程安全度的理论和技术标准中有学习了工程安全度的理论和技术标准中有关安全度的各种规定之后，下面将进一步关安全度的各种规定之后，下面将进一步讨论工程实践中的岩土工程安全度问题。讨论工程实践中的岩土工程安全度问题。讨论工程安全度的控制与风险、影响岩土讨论工程安全度的控制与风险、影响岩土工程安全度的因素，包括体制的因素和技工程安全度的因素，包括体制的因素和技术的因素。术的因素。岩土工程

2、是全过程的技术服务，包括勘察岩土工程是全过程的技术服务，包括勘察设计阶段的安全度控制、施工与运营阶段设计阶段的安全度控制、施工与运营阶段安全度的实现及可能存在的风险分析。安全度的实现及可能存在的风险分析。讲座内容讲座内容一一.岩土工程安全度与主体工程结构安岩土工程安全度与主体工程结构安全度全度二二.在岩土工程勘察、设计工作中，对在岩土工程勘察、设计工作中，对安全度的控制安全度的控制三三.在工程施工和运行过程中，安全度在工程施工和运行过程中，安全度的实现的实现四四.岩土工程的风险评估与控制岩土工程的风险评估与控制一一.岩土工程安全度与主体工程结岩土工程安全度与主体工程结构安全度构安全度1.岩土工

3、程是主体工程的一部分，岩土工程岩土工程是主体工程的一部分，岩土工程的安全度需与主体工程安全度协调、安全等的安全度需与主体工程安全度协调、安全等级的协调、安全储备的协调、设计原则的协级的协调、安全储备的协调、设计原则的协调。调。2.上部结构的恒载和可变荷载最终由基础传上部结构的恒载和可变荷载最终由基础传给地基，地基基础设计必须与上部结构设计给地基，地基基础设计必须与上部结构设计相协调。相协调。3.岩土与主体结构的协同作用，设计时如何岩土与主体结构的协同作用，设计时如何考虑岩土作用于结构的荷载和土的变形对结考虑岩土作用于结构的荷载和土的变形对结构物的作用。构物的作用。岩土工程安全度与主体工程安全度

4、的岩土工程安全度与主体工程安全度的协调一致性协调一致性定义极限状态承载力极限状态与正常使定义极限状态承载力极限状态与正常使用极限状态，地基与建筑物作为整体考虑用极限状态，地基与建筑物作为整体考虑极限状态极限状态R抗力函数；抗力函数；S作用函数作用函数极限状态方程极限状态方程 RS安全度控制方法安全度控制方法两者之比称为安全系数两者之比称为安全系数KR/S两者之差称为安全储备两者之差称为安全储备ZRS设计原则设计原则定值法单一安全系数法、容许应力法、定值法单一安全系数法、容许应力法、多系数法多系数法概率法分项系数法、全概率法概率法分项系数法、全概率法现行规范的主体工程结构设计原则主要采现行规范的

5、主体工程结构设计原则主要采用分项系数法用分项系数法现行规范的岩土工程设计原则是多种设计现行规范的岩土工程设计原则是多种设计原则并用原则并用因此，岩土工程设计时必须特别注意设计因此，岩土工程设计时必须特别注意设计原则的一致性。原则的一致性。岩土工程与上部结构设计的关系岩土工程与上部结构设计的关系地基基础与上部结构无论在使用功能、荷地基基础与上部结构无论在使用功能、荷载传递或者建筑施工方面都是不可分割的载传递或者建筑施工方面都是不可分割的整体。整体。设计时从上部结构到地基基础，逐步传递设计时从上部结构到地基基础，逐步传递荷载，始终保持各部分构件的静力平衡和荷载，始终保持各部分构件的静力平衡和满足强

6、度变形的要求。满足强度变形的要求。从技术上和体制上讨论岩土工程与上部结从技术上和体制上讨论岩土工程与上部结构设计的关系。构设计的关系。技术上如何协调不同的设计原则？技术上如何协调不同的设计原则？由于技术发展的侧重面不同，上部结构和由于技术发展的侧重面不同，上部结构和地基基础的设计方法处于不同的发展阶段。地基基础的设计方法处于不同的发展阶段。上部结构比较早地开始实行了向概率极限上部结构比较早地开始实行了向概率极限状态设计的过渡，而地基基础则仍处于总状态设计的过渡，而地基基础则仍处于总安全系数设计阶段，甚至有些部分尚停留安全系数设计阶段，甚至有些部分尚停留在容许应力设计阶段。国际上是如此，我在容许

7、应力设计阶段。国际上是如此，我国亦是如此。国亦是如此。实际设计工作需要上部结构和地基基础实实际设计工作需要上部结构和地基基础实行统一的设计方法，统一的荷载规定，统行统一的设计方法，统一的荷载规定，统一的安全度衡量标准。一的安全度衡量标准。目前由于上部结构与地基基础设计原则的目前由于上部结构与地基基础设计原则的不统一，各种规范执行不同的荷载规定，不统一，各种规范执行不同的荷载规定，设计值与标准值混用；不同规范按不同的设计值与标准值混用；不同规范按不同的安全度标准建立评价体系，给设计人员带安全度标准建立评价体系，给设计人员带来太多的麻烦，造成很多误解。其结果是来太多的麻烦，造成很多误解。其结果是要

8、么可能造成浪费，要么可能造成潜在的要么可能造成浪费，要么可能造成潜在的危险。危险。上部结构设计验算承载力时，荷载统一地上部结构设计验算承载力时，荷载统一地采用设计值，抗力采用材料的强度设计值，采用设计值，抗力采用材料的强度设计值，没有任何的悬念。没有任何的悬念。地基基础设计中，验算地基承载力问题时，地基基础设计中，验算地基承载力问题时，由于地基承载力采用的是容许值，要求荷由于地基承载力采用的是容许值，要求荷载取值，即基底压力必须采用标准值。但载取值，即基底压力必须采用标准值。但验算基础结构的承载力时，由于材料强度验算基础结构的承载力时，由于材料强度用的是设计值，荷载取值必须也采用设计用的是设计

9、值，荷载取值必须也采用设计值与之匹配。值与之匹配。单桩承载力验算时，对于验算由地基土对单桩承载力验算时，对于验算由地基土对桩的支承所构成的承载力，与之相应的轴桩的支承所构成的承载力，与之相应的轴力是标准值，但由桩身强度构成的承载力力是标准值，但由桩身强度构成的承载力验算时必须用轴力的设计值。因此用下面验算时必须用轴力的设计值。因此用下面的公式计算时标准值与设计值的不同取值的公式计算时标准值与设计值的不同取值和不同的适用条件。和不同的适用条件。有人问，根据对单桩极限承载力的估计，有人问，根据对单桩极限承载力的估计，计算桩的静载荷试验的最大试验荷载时，计算桩的静载荷试验的最大试验荷载时，如何验算试

10、验荷载是否会破坏桩身？如何验算试验荷载是否会破坏桩身？单桩极限承载力单桩极限承载力5000kN，用最大试验荷载，用最大试验荷载5000kN验算桩身强度，桩身材料强度用设验算桩身强度，桩身材料强度用设计值还是标准值？计值还是标准值？在基坑工程设计时，问题与地基基础设计在基坑工程设计时，问题与地基基础设计正好相反，由土的强度指标计算得到的土正好相反，由土的强度指标计算得到的土压力是标准值，围护结构的内力也是标准压力是标准值，围护结构的内力也是标准值，但围护结构的材料强度却是设计值。值，但围护结构的材料强度却是设计值。在地基基础设计时，设计表达式两端不匹在地基基础设计时，设计表达式两端不匹配会造成浪

11、费；而基坑工程设计时，设计配会造成浪费；而基坑工程设计时，设计表达式两端不匹配则会造成安全度下降。表达式两端不匹配则会造成安全度下降。荷载与抗力没有匹配的案例荷载与抗力没有匹配的案例基本数据基本数据基底面积基底面积4471平方米平方米高层建筑地上高层建筑地上29层，地下层，地下3层层基坑面积基坑面积2600平方米平方米基坑周边长基坑周边长260m开挖深度开挖深度12.35m地下连续墙厚地下连续墙厚600mm，深深24m四道支撑，第一道钢筋混凝土支撑，其四道支撑，第一道钢筋混凝土支撑，其余三道余三道 609mm 12mm的钢支撑的钢支撑基坑围护结构剖面基坑围护结构剖面支撑的位置支撑的位置插入深度

12、插入深度地面施工荷载地面施工荷载坑底注浆加固坑底注浆加固垮塌的一角垮塌的一角围护结构失效的后果围护结构失效的后果 约约40m长的围护结构后倾，墙底向内翻，基坑底土长的围护结构后倾，墙底向内翻，基坑底土体隆起体隆起支撑结构体系失稳破坏支撑结构体系失稳破坏邻近道路塌陷，塌陷面积约邻近道路塌陷，塌陷面积约500平方米平方米，最深处最深处67m，滑动体后座切口竖直平整滑动体后座切口竖直平整煤气管破裂，煤气大量外溢煤气管破裂，煤气大量外溢切断两根光缆干线切断两根光缆干线破坏电力电缆、电车电缆、自来水管与下水管道破坏电力电缆、电车电缆、自来水管与下水管道大面积停气、停水、停电，交通中断大面积停气、停水、停

13、电，交通中断连续墙后倾，支撑挠曲连续墙后倾，支撑挠曲相邻路面下沉相邻路面下沉回填黄砂抢险事故有预兆事故有预兆监测数据显示，事故发生前二周，邻近监测数据显示，事故发生前二周，邻近道路沉降速率最大已达道路沉降速率最大已达15cm/d事故前一天的半夜，发现基坑底部出现事故前一天的半夜，发现基坑底部出现土的局部上涌，钢支撑发出吱吱声音土的局部上涌，钢支撑发出吱吱声音上午上午7时，事故突然发生时，事故突然发生对事故原因的分析对事故原因的分析支撑与连续墙之间直接连接，没有设置围檩，支撑与连续墙之间直接连接，没有设置围檩，由于支撑与围护结构不正交，无足够承受剪由于支撑与围护结构不正交，无足够承受剪力的构造节

14、点力的构造节点支撑连系杆节点设置不当，连系杆形同虚设支撑连系杆节点设置不当，连系杆形同虚设插入深度不足和围护结构强度不足插入深度不足和围护结构强度不足施工超挖，未做注浆加固施工超挖，未做注浆加固监测未及时报警监测未及时报警管理混乱，对事故预兆不重视，没有及时处管理混乱，对事故预兆不重视，没有及时处理理事故发生后，对设计计算书进行复核的结事故发生后，对设计计算书进行复核的结果表明，设计安全度不足。果表明，设计安全度不足。用土压力计算得到的围护结构内力弯矩、用土压力计算得到的围护结构内力弯矩、剪力是什么性质的作用取决于计算土压力剪力是什么性质的作用取决于计算土压力所用抗剪强度指标的性质。所用抗剪强

15、度指标的性质。如果采用抗剪强度指标标准值计算的土压如果采用抗剪强度指标标准值计算的土压力，其设计属性是标准值。力，其设计属性是标准值。该工程计算土压力所依据的现行规范所给该工程计算土压力所依据的现行规范所给出的抗剪强度指标是标准值。出的抗剪强度指标是标准值。因此，设计表达式中的作用是标准值，但因此，设计表达式中的作用是标准值，但根据钢筋混凝土规范，设计表达式中的抗根据钢筋混凝土规范，设计表达式中的抗力项是用混凝土的抗拉强度设计值和钢筋力项是用混凝土的抗拉强度设计值和钢筋的抗拉强度设计值。的抗拉强度设计值。这样的设计表达式存在什么问题？这样的设计表达式存在什么问题？作用是标准值，抗力是设计值，是

16、荷载未作用是标准值，抗力是设计值，是荷载未乘大于乘大于1的分项系数。的分项系数。围护结构设计安全度不足的原因是设计表围护结构设计安全度不足的原因是设计表达式两边的作用与抗力不匹配；达式两边的作用与抗力不匹配；地基基础设计时，确定浅基础的平面尺寸、地基基础设计时，确定浅基础的平面尺寸、桩数等地基设计项目采用定值法，包括容许桩数等地基设计项目采用定值法，包括容许应力法和总安全系数法。例如地基承载力特应力法和总安全系数法。例如地基承载力特征值（容许值）、单桩极限承载力处于安全征值（容许值）、单桩极限承载力处于安全系数得单桩承载力特征值（容许值）。系数得单桩承载力特征值（容许值）。抗力的性质是容许值，

17、标称标准值或特征值；抗力的性质是容许值，标称标准值或特征值；因此，荷载应采用标准值。因此，荷载应采用标准值。如果荷载误用设计值，设计的安全度过高。如果荷载误用设计值，设计的安全度过高。确定浅基础的高度、基础配筋、筏基结构确定浅基础的高度、基础配筋、筏基结构设计、桩身强度验算、承台结构设计等项设计、桩身强度验算、承台结构设计等项目采用分项系数描述的设计表达式。目采用分项系数描述的设计表达式。因此，抗力采用设计值；荷载也采用设计因此，抗力采用设计值；荷载也采用设计值。值。如果荷载误用标准值，设计的安全度将会如果荷载误用标准值，设计的安全度将会过低，偏于危险。过低，偏于危险。由于我国现行的体制是勘察

18、与设计分离的由于我国现行的体制是勘察与设计分离的体制，地基基础的设计工作和地质资料的体制，地基基础的设计工作和地质资料的调查工作是分别在两个不同的专业、不同调查工作是分别在两个不同的专业、不同的单位来完成的，并以勘察报告作为勘察的单位来完成的，并以勘察报告作为勘察与设计工作交接的法律文件。与设计工作交接的法律文件。这种体制造成勘察人员不了解设计的要求，这种体制造成勘察人员不了解设计的要求，勘察工作带有某种程度的盲目性；设计人勘察工作带有某种程度的盲目性；设计人员对勘察报告结论的过分依赖，地基基础员对勘察报告结论的过分依赖，地基基础设计的过分简单化，都对工程安全度控制设计的过分简单化，都对工程安

19、全度控制产生非常不利的影响。产生非常不利的影响。上部结构荷载最终由基础传给地基，地上部结构荷载最终由基础传给地基，地基基础设计必须与上部结构设计相协调基基础设计必须与上部结构设计相协调地基基础设计，包括地基持力层承载力计地基基础设计，包括地基持力层承载力计算、软弱下卧层验算、沉降计算、基础结算、软弱下卧层验算、沉降计算、基础结构验算所用的荷载，必须是上部结构设计构验算所用的荷载，必须是上部结构设计的结果，包括柱或墙根部的竖向力、水平的结果，包括柱或墙根部的竖向力、水平力和弯矩。力和弯矩。按每层的荷载估计值计算的结果，只能供按每层的荷载估计值计算的结果，只能供编制勘察方案之用，不能用以做地基基础

20、编制勘察方案之用，不能用以做地基基础设计。设计。岩土作用于结构的荷载与岩土作用于结构的荷载与岩土的变形对结构物是一种作用岩土的变形对结构物是一种作用有些结构物（如地下室、隧道、支挡结构、有些结构物（如地下室、隧道、支挡结构、堤坝结构）设计时，岩土（包括岩土层中堤坝结构）设计时，岩土（包括岩土层中的水）作用于结构物的荷载成为控制设计的水）作用于结构物的荷载成为控制设计安全度的主要荷载，包括土压力、水压力、安全度的主要荷载，包括土压力、水压力、浮力、扬压力。浮力、扬压力。注意这些根据土力学原理计算得到的荷载，注意这些根据土力学原理计算得到的荷载，按其性质是标准值，不能直接与结构抗力按其性质是标准值

21、，不能直接与结构抗力（其性质是设计值）进行比较。（其性质是设计值）进行比较。岩土的变形是建筑物的正常使用极限状态岩土的变形是建筑物的正常使用极限状态验算的验算的“作用作用”，也是造成建筑物承载力，也是造成建筑物承载力极限状态的极限状态的“作用作用”之一。之一。建筑物承受变形的能力，即允许变形值，建筑物承受变形的能力，即允许变形值，是极限状态验算时建筑物的是极限状态验算时建筑物的“抗力抗力”。规范中的允许变形值，有些是正常使用极规范中的允许变形值，有些是正常使用极限状态验算的抗力，有些则是承载力极限限状态验算的抗力，有些则是承载力极限状态的抗力。状态的抗力。建筑物变形控制与承载力控制的主要差别建

22、筑物变形控制与承载力控制的主要差别是什么？是什么？变形控制的作用是地基施加于建筑物的变变形控制的作用是地基施加于建筑物的变形；形；而建筑物对变形的抵抗能力与结构体系的而建筑物对变形的抵抗能力与结构体系的类型、结构的刚度、建筑物的体型、平面类型、结构的刚度、建筑物的体型、平面与立面的布置形式等建筑、结构因素密切与立面的布置形式等建筑、结构因素密切相关，确定允许变形值是最困难的，现行相关，确定允许变形值是最困难的，现行规范总结的大多是四十年前的经验数据。规范总结的大多是四十年前的经验数据。关于变形控制的典型案例关于变形控制的典型案例上海展览馆留下的话题上海展览馆留下的话题发生在上一世纪五十年代的故

23、事沉降了1600mm的大厦 是怎么了？上上海海展展览览馆馆总高九十六米一九五四年五月开工当年年底平均沉降六十厘米一九五七年六月实测最大沉降一百四十六厘米最小沉降一百二十二厘米沉降沉降时间曲时间曲箱形基础的基本数据箱形基础的基本数据箱形基础高度：箱形基础高度：7m基础平面尺寸：基础平面尺寸：46.5m 46.5mm埋置深度：埋置深度：0.5m基础底面总压力：基础底面总压力：130kPa持力层的载荷试验曲线持力层的载荷试验曲线 从载荷试从载荷试验曲线上验曲线上取用的地取用的地基容许承基容许承载力为：载力为：150kPa1953年年10m浅孔剖面浅孔剖面第一层填土，第一层填土，0.240.5m第二层

24、黄褐色粉质粘土，坚硬至可塑，第二层黄褐色粉质粘土，坚硬至可塑，0.961.16m第三层棕黄色粘土，可塑，第三层棕黄色粘土，可塑，1.602.60m第四层灰色粉质粘土，可塑，第四层灰色粉质粘土，可塑，2.26.3m第五层灰色粘土，可塑，未钻穿第五层灰色粘土，可塑，未钻穿展览馆邻近的地质剖面展览馆邻近的地质剖面事事 后后 诸诸 葛葛 亮亮 如果当时计算了沉降如果当时计算了沉降就不敢这么做了就不敢这么做了只由持力层承载力控只由持力层承载力控制，下卧层的地基承制，下卧层的地基承载力没有满足要求载力没有满足要求过大沉降是由超大面过大沉降是由超大面积的基底荷载引起的积的基底荷载引起的沉降验算的重要性沉降验

25、算的重要性只满足持力层承载力只满足持力层承载力还不够，需要考虑下还不够，需要考虑下卧层的承载力卧层的承载力超大面积荷载必然引超大面积荷载必然引起超量的沉降起超量的沉降展览馆沉降的发展展览馆沉降的发展施工期间沉降速率：施工期间沉降速率：5.4mm/d3.4mm/d施工完成后一年：施工完成后一年：0.7mm/d施工完成后二年：施工完成后二年：0.3mm/d施工完成后三年：施工完成后三年：0.1mm/d4646年后，年后，20002000年年8 8月，月，对展览中心进行抗震对展览中心进行抗震鉴定时，鉴定时，实测建筑物的倾斜实测建筑物的倾斜 为为3.73.7 。由于水准点已不复存由于水准点已不复存在，

26、无法知道最终沉在，无法知道最终沉了多少，遗憾！了多少，遗憾！为什么沉降那么大？为什么沉降那么大？基础底面压力大，土基础底面压力大，土中应力水平高中应力水平高基础面积大，压缩土基础面积大，压缩土层相对较薄，应力沿层相对较薄，应力沿深度衰减比较慢深度衰减比较慢软弱下卧层应力水平软弱下卧层应力水平过高，可能发生局部过高，可能发生局部的水平挤出的水平挤出基础底面附加压力基础底面附加压力124kPa至主要压缩层底处，至主要压缩层底处，附加应力还有附加应力还有70kPa 在软弱下卧层顶面在软弱下卧层顶面处，附加应力仍有处，附加应力仍有120kPa，远大于该远大于该层的承载力层的承载力沉降的估算沉降的估算根

27、据上海的经验，当基础底面附根据上海的经验，当基础底面附加压力大于加压力大于100kPa时，沉降经验时，沉降经验修正系数取修正系数取1.3，则得最终计算沉，则得最终计算沉降量为降量为1892mm几栋大楼的比较几栋大楼的比较几栋大楼数据的比较几栋大楼数据的比较工程名称工程名称平面尺寸平面尺寸埋置埋置深度深度附加附加压力压力实测最实测最终沉降终沉降反算反算模量模量展览中心展览中心46.5 46.50.5012418002.24胸科医院胸科医院45.9 18.45.50573502.01华盛大楼华盛大楼57.6 14.35.65592402.16四平大楼四平大楼50.0 9.805.20941405.

28、06康乐大楼康乐大楼65.0 14.15.50851605.44关于沉降计算的一些问题关于沉降计算的一些问题勘察报告中如何提供沉降计算所需要的压勘察报告中如何提供沉降计算所需要的压缩性指标？缩性指标？需要不需要对压缩层中每个土层提出综合需要不需要对压缩层中每个土层提出综合的压缩曲线？的压缩曲线？怎样计算差异沉降？怎样计算差异沉降？角点的附加应力如何计算？角点的附加应力如何计算？勘察报告中需要提出沉降计算结果吗？勘察报告中需要提出沉降计算结果吗？二二.在岩土工程勘察、设计工作中，在岩土工程勘察、设计工作中，对安全度的控制与风险对安全度的控制与风险勘察设计阶段是控制工程安全度的主要阶勘察设计阶段是

29、控制工程安全度的主要阶段，如果在设计阶段的安全度控制就有缺段，如果在设计阶段的安全度控制就有缺陷，设计安全度不足，或者对岩土体的工陷，设计安全度不足，或者对岩土体的工程性状的认识有偏差，设计参数的取值存程性状的认识有偏差，设计参数的取值存在问题，或者设计计算模式没有反映工程在问题，或者设计计算模式没有反映工程的主要机理，安全系数的取值过低，或者的主要机理，安全系数的取值过低，或者甚至发生漏项和缺项。甚至发生漏项和缺项。勘察和设计从设计参数的取值和设计计算勘察和设计从设计参数的取值和设计计算两个方面来控制岩土工程的安全度，核心两个方面来控制岩土工程的安全度，核心问题是安全系数。问题是安全系数。1

30、.安全系数的取值与破坏计算模式有关，安全系数的取值与破坏计算模式有关，不同的工程问题、不同的计算模式，安全不同的工程问题、不同的计算模式，安全系数的取值是不同的。例如，地基承载力系数的取值是不同的。例如，地基承载力的安全系数为的安全系数为23，而挡土墙的抗滑稳定，而挡土墙的抗滑稳定安全系数仅为安全系数仅为1.3。并不表示地基承载力问。并不表示地基承载力问题的安全度高于挡土墙的抗滑稳定性。因题的安全度高于挡土墙的抗滑稳定性。因此不同破坏计算模式的安全系数之间，不此不同破坏计算模式的安全系数之间，不能相互比较安全系数的大小。能相互比较安全系数的大小。我国对安全系数的取值考虑工程具体情况我国对安全系

31、数的取值考虑工程具体情况太少，因地制宜不够。太少，因地制宜不够。2.安全系数的取值与抗力的确定方法有关。安全系数的取值与抗力的确定方法有关。对相同的破坏计算模式，确定抗力的方法对相同的破坏计算模式，确定抗力的方法不同，抗力的可靠性不同，应该取用不同不同，抗力的可靠性不同，应该取用不同的安全系数。的安全系数。例如，欧洲规范对单桩承载力的安全系数，例如，欧洲规范对单桩承载力的安全系数，用载荷试验确定的单桩承载力，由于数据用载荷试验确定的单桩承载力，由于数据比较可靠，可以采用比较小的安全系数。比较可靠，可以采用比较小的安全系数。我国的港口工程桩基规范，也有相似的规我国的港口工程桩基规范，也有相似的规

32、定。定。3.安全系数的取值与岩土参数的试验方法安全系数的取值与岩土参数的试验方法有关，当采用不同的抗剪强度指标计算时，有关，当采用不同的抗剪强度指标计算时，安全系数的取值是不同的。安全系数的取值是不同的。例如，如果采用预固结以后的试样做不固例如，如果采用预固结以后的试样做不固结不排水试验，得到的不排水强度结不排水试验，得到的不排水强度cu会有很会有很大的提高，如果利用这样的试验结果计算大的提高，如果利用这样的试验结果计算地基的稳定性，就不能采用与传统的试验地基的稳定性，就不能采用与传统的试验结果计算时相同的安全系数。结果计算时相同的安全系数。4.安全度控制风险的影响因素。安全度控制风险的影响因

33、素。客观的因素，取土试验过程中对试样的扰客观的因素，取土试验过程中对试样的扰动、试验方法的不标准、试验结果的缺乏动、试验方法的不标准、试验结果的缺乏代表性、试验结果分析计算方法的不标准代表性、试验结果分析计算方法的不标准等因素都会影响对设计安全度的控制。等因素都会影响对设计安全度的控制。主观因素，工程师对试验结果的评价与分主观因素，工程师对试验结果的评价与分析，对代表性指标的取用、对计算模式的析，对代表性指标的取用、对计算模式的选用等都会使得工程师对安全度的控制偏选用等都会使得工程师对安全度的控制偏离预期的期望值。离预期的期望值。岩土工程安全度控制的关键是在勘察设计阶岩土工程安全度控制的关键是

34、在勘察设计阶段。岩土工程设计时，计算岩土抗力的强度段。岩土工程设计时，计算岩土抗力的强度参数，并不是像上部结构材料那样，可以从参数，并不是像上部结构材料那样，可以从技术标准中查到；由岩土所构成的荷载，也技术标准中查到；由岩土所构成的荷载，也不可能从荷载规范得到。这些都需要通过岩不可能从荷载规范得到。这些都需要通过岩土工程勘察，由试验、测定和经验判断取得。土工程勘察，由试验、测定和经验判断取得。因此设计参数的取值是否符合设计的具体工因此设计参数的取值是否符合设计的具体工程条件，是否反映了地质条件的特点，都直程条件，是否反映了地质条件的特点，都直接影响安全度的控制。但体制现状却非常不接影响安全度的

35、控制。但体制现状却非常不利于安全度的控制。利于安全度的控制。设计参数对工程风险的影响设计参数对工程风险的影响岩土工程参数分析与选定是岩土工程勘察岩土工程参数分析与选定是岩土工程勘察内业工作的重要组成部分，是对原位测试内业工作的重要组成部分，是对原位测试和室内试验的数据进行处理、加工，从中和室内试验的数据进行处理、加工，从中提出代表性的设计、施工参数，作为岩土提出代表性的设计、施工参数，作为岩土工程勘察分析评价的重要依据。工程勘察分析评价的重要依据。岩土工程参数分析的内容包括对原始数据岩土工程参数分析的内容包括对原始数据的误差分析和有效数字的取舍，数据统计的误差分析和有效数字的取舍，数据统计特征

36、的分析，平均值和标准值的计算，参特征的分析，平均值和标准值的计算，参数间经验公式的建立及其图表表示方法。数间经验公式的建立及其图表表示方法。由于岩土体是自然形成的，其成分、结构由于岩土体是自然形成的，其成分、结构和构造都是非均质的和不确定的，勘察时和构造都是非均质的和不确定的，勘察时的钻孔或原位测试所取得的土样或数据都的钻孔或原位测试所取得的土样或数据都有相当大的偶然性，采样必然带有随机性。有相当大的偶然性，采样必然带有随机性。因此，岩土工程参数的分析方法必须建立因此，岩土工程参数的分析方法必须建立在随机数学的基础上，采用统计的方法获在随机数学的基础上，采用统计的方法获得具有代表性的参数，对于

37、岩土工程参数得具有代表性的参数，对于岩土工程参数也只能从统计的概念上去理解，才能正确也只能从统计的概念上去理解，才能正确地使用。地使用。对同一个岩土体，用同一种方法测定的岩对同一个岩土体，用同一种方法测定的岩土参数，每次的测定值并不完全相同，有土参数，每次的测定值并不完全相同，有时的分布范围还相当广，如何从中得到代时的分布范围还相当广，如何从中得到代表性的参数，需要研究这些数据的分布规表性的参数，需要研究这些数据的分布规律。将测定值按数值大小从小到大依次顺律。将测定值按数值大小从小到大依次顺序排列，就得到变量的数列，称为值序统序排列，就得到变量的数列，称为值序统计量，形成一个经验的分布，这是定

38、量研计量，形成一个经验的分布，这是定量研究的基础。究的基础。需要岩土工程师具有分析不确需要岩土工程师具有分析不确定性的视野和能力，具有风险分析的能力。定性的视野和能力，具有风险分析的能力。岩土参数的标准值是岩土工程设计的基本岩土参数的标准值是岩土工程设计的基本代表值，是岩土参数的可靠性估值。代表值，是岩土参数的可靠性估值。国家标准国家标准岩土工程勘察规范给出了岩岩土工程勘察规范给出了岩土参数标准值土参数标准值 的计算公式的计算公式。这是采用统计学区间估计理论基础上得到这是采用统计学区间估计理论基础上得到的关于参数总体平均值置信区间的单侧置的关于参数总体平均值置信区间的单侧置信界限值信界限值。关

39、于统计样本容量的讨论关于统计样本容量的讨论岩土参数的统计分析时，样本容量的大小岩土参数的统计分析时，样本容量的大小对计算的结果有一定的影响，而样本容量对计算的结果有一定的影响，而样本容量的大小又与取土的数量有关，涉及勘察工的大小又与取土的数量有关，涉及勘察工作量的布置。作量的布置。为了防止取土过少的极端情况的出现，在为了防止取土过少的极端情况的出现，在技术标准中规定最少取土数量是需要的。技术标准中规定最少取土数量是需要的。从统计的角度看，样本容量越大，数据的从统计的角度看，样本容量越大，数据的代表性越好，计算结果的可靠性高，代表代表性越好，计算结果的可靠性高，代表性指标的取值就比较经济。但考虑

40、到勘察性指标的取值就比较经济。但考虑到勘察的外业工作量和试验工作量过大，勘察费的外业工作量和试验工作量过大，勘察费用就比较高，限制了取土的数量，样本容用就比较高，限制了取土的数量，样本容量一般并不太大，通常都作为小样本来处量一般并不太大，通常都作为小样本来处理。当然，当样本容量过小时，虽然在统理。当然，当样本容量过小时，虽然在统计上有办法处理，但计上有办法处理，但代表性太差，并使参代表性太差，并使参数的取值太低，也不合理。数的取值太低，也不合理。样本容量的大小反映了人们对客观事物了样本容量的大小反映了人们对客观事物了解的详细程度。对于变异系数较小的指标，解的详细程度。对于变异系数较小的指标，可

41、以容许用较小的样本容量；如果指标的可以容许用较小的样本容量；如果指标的变异系数比较大，则应取更多的样本容量变异系数比较大，则应取更多的样本容量以便能更详尽地了解指标的离散情况。当以便能更详尽地了解指标的离散情况。当然，样本容量越大，所需的勘探试验费用然，样本容量越大，所需的勘探试验费用也越大，但在统计修正系数的取值上可以也越大，但在统计修正系数的取值上可以使设计参数取得更合理，以便可以有把握使设计参数取得更合理，以便可以有把握地降低工程造价。因此在确定取土试验数地降低工程造价。因此在确定取土试验数量时要综合考虑技术和经济两个方面。量时要综合考虑技术和经济两个方面。根根据据统统计计学学的的原原理

42、理，确确定定样样本本容容量量的的公公式式为：为：式中式中 标准差；标准差；第一类错误的界限值；第一类错误的界限值；第二类错误的界限值；第二类错误的界限值；参数的容许误差。参数的容许误差。所谓第一类错误是指应该接受的假设被错所谓第一类错误是指应该接受的假设被错误地拒绝了，所谓第二类错误是指应该拒误地拒绝了，所谓第二类错误是指应该拒绝的假设却被错误地接受了。通常取第一绝的假设却被错误地接受了。通常取第一类错误的概率为类错误的概率为 0.05,0.05,第二类错误的第二类错误的概率取为概率取为 0.200.20。在这样的条件下得到样。在这样的条件下得到样本容量和本容量和/的关系见表。从表可以看出，的

43、关系见表。从表可以看出，当样本容量为当样本容量为6 6时，容许误差和标准差一样时，容许误差和标准差一样大，当样本容量减少到大，当样本容量减少到5 5时，相对误差增大时，相对误差增大了了10%10%。岩土参数的取值必须与设计计算的方法岩土参数的取值必须与设计计算的方法和计和计算条件相匹配，这是参数取值的一个基本准算条件相匹配，这是参数取值的一个基本准则。但在目前有些技术标准和技术工作中却则。但在目前有些技术标准和技术工作中却并没有很好地遵循这一原则。这部分由于体并没有很好地遵循这一原则。这部分由于体制性的原因，也有技术性的原因。制性的原因，也有技术性的原因。在太沙基的岩土工程咨询体制中，是在上在

44、太沙基的岩土工程咨询体制中，是在上部结构设计到一定的深度，已经明确了传部结构设计到一定的深度，已经明确了传至结构底部的荷载和结构尺寸的条件下，至结构底部的荷载和结构尺寸的条件下，由岩土工程师提出取土、勘探和试验的要由岩土工程师提出取土、勘探和试验的要求，根据外业的资料，由岩土工程师进行求，根据外业的资料，由岩土工程师进行综合分析，并进行地基基础的设计。综合分析，并进行地基基础的设计。岩土工程师事务所和建筑事务所、结构事岩土工程师事务所和建筑事务所、结构事务所、设备事务所一起共同完成工程设计务所、设备事务所一起共同完成工程设计的任务。这种体制不存在我们目前许多面的任务。这种体制不存在我们目前许多

45、面临的许多结构性弊端。临的许多结构性弊端。地基基础设计的重要设计参数地基承载地基基础设计的重要设计参数地基承载力的确定，对工程的安全与经济，影响非力的确定，对工程的安全与经济，影响非常大，但目前对地基承载力的认识，确定常大，但目前对地基承载力的认识，确定地基承载力的方法却存在许多有待改进之地基承载力的方法却存在许多有待改进之处。地基承载力的确定和应用，对建筑物处。地基承载力的确定和应用，对建筑物地基基础安全度的控制是重要的环节。地基基础安全度的控制是重要的环节。在认识上将地基承载力仅仅看作是反映地在认识上将地基承载力仅仅看作是反映地基土性质的一种指标，在确定方法上看成基土性质的一种指标，在确定

46、方法上看成是地基基础设计前已经可以确定的一种参是地基基础设计前已经可以确定的一种参数，要求在勘察报告中提出。数，要求在勘察报告中提出。例如，在目前的岩土工程勘察报告中，地例如，在目前的岩土工程勘察报告中，地基承载力是一个十分重要的设计参数。地基承载力是一个十分重要的设计参数。地基承载力反映了土层抗剪强度的高低和地基承载力反映了土层抗剪强度的高低和地质条件的影响，但地基承载力并不是唯一质条件的影响，但地基承载力并不是唯一取决于土的工程性质的一个指标。地基承取决于土的工程性质的一个指标。地基承载力同时又与基础的埋置深度及基础的尺载力同时又与基础的埋置深度及基础的尺寸密切相关，它是在地基基础设计过程

47、中，寸密切相关，它是在地基基础设计过程中，反复迭代的结果，是在地基基础设计过程反复迭代的结果，是在地基基础设计过程中才能最后确定的设计参数。中才能最后确定的设计参数。但按照目前我国的现行体制，地基承载力但按照目前我国的现行体制，地基承载力是在勘察阶段确定，并在勘察报告中提出是在勘察阶段确定，并在勘察报告中提出来的结论性意见，设计人员只能根据勘察来的结论性意见，设计人员只能根据勘察报告的结论进行设计，没有变更地基承载报告的结论进行设计，没有变更地基承载力数值的权力。这就将本来是一个控制安力数值的权力。这就将本来是一个控制安全度的统一设计决策过程割裂开来，成为全度的统一设计决策过程割裂开来，成为一

48、个提数据，一个用数据的问题，成为双一个提数据，一个用数据的问题，成为双方规避责任的焦点。勘察人员由于不清楚方规避责任的焦点。勘察人员由于不清楚设计条件而带有盲目性，设计人员由于不设计条件而带有盲目性，设计人员由于不清楚地质条件而无法发挥能动性。清楚地质条件而无法发挥能动性。在现行体制下，如何加强岩土工程安全度在现行体制下，如何加强岩土工程安全度的控制？的控制？勘察、设计人员的协调与互动，是克服安勘察、设计人员的协调与互动，是克服安全度控制中所存在问题的一条比较好的途全度控制中所存在问题的一条比较好的途径，希望能够引起我国岩土工程界的重视，径，希望能够引起我国岩土工程界的重视，采取一些措施，克服

49、勘察与设计的分离、采取一些措施，克服勘察与设计的分离、设计人员要重视和积极配合岩土工程勘察设计人员要重视和积极配合岩土工程勘察工作，向前延伸；勘察人员要向后延伸，工作，向前延伸；勘察人员要向后延伸，将工作贯穿于整个的地基基础设计工作中，将工作贯穿于整个的地基基础设计工作中，将体制的弊端最小化。将体制的弊端最小化。应提供什么样的单桩承载力？应提供什么样的单桩承载力？对于采用桩基的工程，单桩承载力也是勘对于采用桩基的工程，单桩承载力也是勘察阶段应该提供的主要设计参数。察阶段应该提供的主要设计参数。由于有些审图人员不了解设计的过程和要由于有些审图人员不了解设计的过程和要求，以致对勘察报告中提供的是什

50、么样的求，以致对勘察报告中提供的是什么样的单桩承载力也产生了歧义。单桩承载力也产生了歧义。有的审图人员要求在勘察报告提供单桩承有的审图人员要求在勘察报告提供单桩承载力时，对载力时，对 液化土层的桩侧摩阻力必须乘液化土层的桩侧摩阻力必须乘以折减系数；还必须扣除负摩阻力。以折减系数；还必须扣除负摩阻力。究竟需要不需要对勘察报告中提供的单桩究竟需要不需要对勘察报告中提供的单桩承载力进行液化折减和扣除负摩阻力？承载力进行液化折减和扣除负摩阻力？这个问题比较典型地反映了由于勘察与设这个问题比较典型地反映了由于勘察与设计的脱节，在勘察阶段提供设计参数的盲计的脱节，在勘察阶段提供设计参数的盲目性已经到了非常