巖土工程風險分析及應用綜述

柳楠

摘要：對于巖土工程風險的分析可以用經濟損失來表述，也可以用失效概率來表示，國外有一些先進的巖土工程風險評定方法，認為巖土風險與時間和空間都是有著密不可分的關系的，巖土工程系統的設計對于風險分析也有非常高的要求，并且要根據工程師的設計得出風險評定結果，進行風險分析是巖土工程的基礎，文章就巖土工程風險分析及應用進行探討。

關鍵詞：巖土工程；工程風險；應用

巖土工程中的風險，其形成、發展、以至失事成災，概括起來可以說是自然與人為因素共同影響的結果，但具體來看，影響因素是各種各樣的，要正確分析各因素對工程設施的影響和各因素的綜合作用，則需涉及多學科的知識。因此，要真正對一項或一類巖土工程風險進行鑒別，并提出治理對策，則必須由科研、勘察、設計、施工等多學科科技人員參加，同時要取得主管部門領導和當地群眾的大力支持，協同作戰，方能作出最科學的治理決策。

1巖土工程風險分析方法

長期以來處理巖土工程的風險問題主要采取定值論的方法，用安全系數來表示風險程度。認為只要采用了適當的安全系數，就能保證工程的絕對安全。這雖然也是一種處理工程問題的方法，并且已經積累了相當豐富的經驗。可是傳統方法畢竟還是不完備的，它無法提供說明工程可靠性的評價指標。所謂可靠性是指一個系統在給定的條件下和預計的時間內完成規定功能運行的概率。可靠性在系統工程中占有很重要的地位，它不僅直接反映系統的質量指標，而且關系到整個系統的成敗。一個復雜的系統往往有許多子系統或元件以一定的組合聯系在一起的，其中某一部分的失效都會影響整個系統。風險分析的目的在于既對各個子系統的可靠性作出估計，也要評價它們在構成大系統的可靠性中起什么樣的作用，從而控制薄弱環節以提高整個系統的可靠性。

對巖土工程來說，我們可以把整個工程看成一個大系統，并把它分解為若干個子系統或單元，運用風險分析的一些基本原理，分析設計所冒的風險以及在經濟上承擔的風險，并把所冒的風險限制在人們可以接受的限度以內，這亦稱為風險分析。其目標是使可能達到極限狀態的概率足夠地小，因此又稱為概率極限狀態設計。

2巖土工程風險分析的內容

2.1巖土工程的安全系數與可靠性

在巖土工程中，安全系數FS 一般由下式定義：

式中：—系統有效運行能力的估值下限；

—對系統需求的估值上限。

與結構工程相比，巖土工程設計中有更多的不定性和近似性，這是因為土的性狀非常復雜，人們對于影響土質條件的認識還很不充分，因此需要比較大的安全儲備量來對付可能發生的偏差。

2.2巖土設計參數的概率分布

利用標準正態分布的累計概率函數計算破壞概率固然比較簡單，但實際設計參數是否符合正態分布還需進行擬合度檢驗。

所謂擬合度檢驗就是先假設隨機變量服從某一概率分布，然后在一定的顯著性水平上來檢驗統計假設是否可信，如果可信就認為隨機變量符合這一理論分布。

2.3荷載的概率估計

定期停留的活荷載時大時小，為了簡化實用可以假定在一個停留期間其荷載大小是不變的。當然，每個停留期的長短和停留期之間的間隔可能都是不相等的。

3巖土工程風險分析的理論與實踐

巖體是不確定性系統，即實際巖土工程中存在固有的不確定性。一切不確定性因素成為巖土工程的風險源，故而巖土工程的風險源研究主要集中于其中的不確定性研究。

這種不確定性包括客觀和主觀不確定性，前者主要有荷載環境的初始應力場、介質地質環境的巖性參數、不同施工環境與條件等；后者主要由于對巖體變形破壞機理認識不清，導致對巖土力學分析和模擬不足，如計算模型、參數的選取、條件的假定、簡化計算、信息描述、測量精度以及設計施工數據與信息等。總體上涉及：隨機性、模糊性、信息不完全性和信息處理的不確切性。這些不確定性正是受體的風險源。不確定性反映在時間和空間上，時間不確定性用隨機過程描述，空間不確定性可用隨機場描述。

如果一個基本變量的不確定性對極限狀態有較大影響，就應視為不確定性變量來考慮。不確定性在巖土工程中是普遍存在的，在工程的所有階段，工程師們都會遇到不確定性：如選址差或地質包含未顯露出的弱點；場地材料特性調查不充分；需確定的參數值（強度，滲透性）不清；分析得到的重要數值的準確性（如安全系數）等因素，這此因素影響設計的安全性。在很多情況下，含有不確定性因素的設計是在實際施工時才完成的。因此，在進行巖石力學與工程問題的研究、設計、施工和工程處理活動中進行風險分析非常必要，且意義重大。

4巖土工程基于風險的設計

巖土工程問題設計方法可分為兩大類：

4.1依賴規范、規則、公認的慣例設計的多數常規工程；

4.2研究長期運行的潛在風險，以不可能完全消除風險、以較高造價降低風險達到可忽略的水平為特征。運用可靠性分析原理進行風險分析，其目標是使可能達到極限狀態的概率足夠小，將工程風險限制在可接受的范圍內。巖土工程風險分析的應用，就是對實際工程進行概率極限狀態設計，在此基礎上進行風險決策。

由于巖土工程自身的特點，不能將現有的較為成熟的上部結構可靠性分析方法不加區別地、簡單地移植過來，必須對巖土體的賦存環境及其所受動、靜載作用效應進行研究，分析巖土體的物理力學特性，正確運用概率論、統計學、模糊數學、信息熵等理論方法，進行不確定性描述，提出正確的概念與方法。失效概率通過對設計變量相聯系的不確定性進行系統分析來求得，風險分析的相關的步驟有：（1）收集信息，確立不確定性因素；（2）模擬功能和結果，包括估計不確定性的風險；（3）收集附加信息，修正參數，在此基礎上做方案選擇決策。這使得設計方法更為復雜，但設計更為經濟。

當然，在巖土工程中，概率方法不能替代傳統方法，它作為一種工具，只是有效地補充傳統方法。大量的設計會由工程師和業主討論直到業主（或認知保險公司）在造價和風險之間尋求一個可接受的平衡，這才是真正意義上的優化設計。比如，邊坡優化設計斷面的綜合影響因素包括：巖土體強度指標、工程的重要程度、建設區經濟發展指標等。地基條件對土木工程反映敏感，NMH Allalaby 研究了建筑工程中地基風險對工程費用的影響，經濟指標衡量的場地效益可用風險模擬加以描述。

5巖土工程風險分析待研究的問題

巖土工程風險分析的工程應用，包括優化設計和風險決策具有極大的實踐價值。但由于巖土工程本身的不確定性特點，其風險分析面臨更復雜的挑戰。

5.1實際應用方面最根本的問題是對不確定性因子的合理描述。對風險源的辨識，直接影響進入模型的風險因素選取、風險因子之間的相關性確定，巖土工程還只能根據專家經驗作一些定性的研究。如何結合工程背景、有限樣本、風險理論建立一套系統的風險辨識方法，以及風險源辨識的可視化研究，具有重要的研究意義。

5.2實際工程很難清楚確定工程的臨界情形，目前能做到的定量風險估計是基于人為假定的系統失事。巖土工程多處于多場耦合作用的賦存環境，對復雜系統，狀態變量眾多且特性各異，極限狀態方程往往是非線性的，為了建立合理的功能函數，需進行失效模式的仿真研究以弄清失效機理，并研究適于材料非線性、動力系統的隨機有限元算法。

5.3應用現代信息技術進行風險分析，在可靠性評估中應用信息融合技術，以及數據挖掘技術。數據挖掘基于粗糙集理論，不需要預先給定某些特征或屬性的數量描述，如統計學中的概率分布、模糊理論中的隸屬度或隸屬函數等，而是直接從給定問題的描述集合出發，通過不可分辨關系和不可分辨類確定給定問題的近似域，從而找出該問題中的內在規律。粗糙集理論同模糊集、神經網絡、證據理論一起，成為不確定性計算的一個重要分支。

6巖土工程風險分析與應用展望

盡管人們對風險分析的應用存在多種的疑慮或偏見，但長期以來，對于巖土工程這樣的不確定性因素較多、量測實驗數據有限、模型誤差大的介質，工程師的認識依然是從概率現象入手的，研究的結果和評價也須以概率的形式表達。實踐證明，利用各種不確定性研究方法，使用定量風險分析作為決策工具或傳統設計的補充，在相當程度上可給決策者提供更多的輔助評價信息。

在風險分析中，概率方法的優點是能分析材料參數的變異性和其他方面的不確定性，其計算結果提高了置信程度。但并不是用一個“破壞概率”代替“安全系數”，問題本身就完全解決了。應當指出，對邊坡穩定、結構動力穩定性、大壩破壞、洪水演算、滲透等的確定性分析結果是綜合風險評估方法的重要基礎。應將風險分析與確定性分析結合考慮，共同作為決策依據。

參考文獻

[1] 劉春原,閻澍旺.巖土參數隨機場特性及線性預測[J].巖土工程學報,2002(05).

[2] 郭宏.談巖土工程的可靠性設計[J].山西建筑, 2002(07).

[3] 陳正貴.對巖土工程勘察方案分析的探討[J]. Chinas Foreign Trade,2010(12).

[4] 栗心輝.可靠度分析方法計算強夯影響深度研究[J].現代物業(上旬刊),2011(07).

[5] 楊漫熙.淺談強化巖土工程勘察的措施與手段[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2010(05).

摘要：對于巖土工程風險的分析可以用經濟損失來表述，也可以用失效概率來表示，國外有一些先進的巖土工程風險評定方法，認為巖土風險與時間和空間都是有著密不可分的關系的，巖土工程系統的設計對于風險分析也有非常高的要求，并且要根據工程師的設計得出風險評定結果，進行風險分析是巖土工程的基礎，文章就巖土工程風險分析及應用進行探討。

關鍵詞：巖土工程；工程風險；應用

巖土工程中的風險，其形成、發展、以至失事成災，概括起來可以說是自然與人為因素共同影響的結果，但具體來看，影響因素是各種各樣的，要正確分析各因素對工程設施的影響和各因素的綜合作用，則需涉及多學科的知識。因此，要真正對一項或一類巖土工程風險進行鑒別，并提出治理對策，則必須由科研、勘察、設計、施工等多學科科技人員參加，同時要取得主管部門領導和當地群眾的大力支持，協同作戰，方能作出最科學的治理決策。

1巖土工程風險分析方法

長期以來處理巖土工程的風險問題主要采取定值論的方法，用安全系數來表示風險程度。認為只要采用了適當的安全系數，就能保證工程的絕對安全。這雖然也是一種處理工程問題的方法，并且已經積累了相當豐富的經驗。可是傳統方法畢竟還是不完備的，它無法提供說明工程可靠性的評價指標。所謂可靠性是指一個系統在給定的條件下和預計的時間內完成規定功能運行的概率。可靠性在系統工程中占有很重要的地位，它不僅直接反映系統的質量指標，而且關系到整個系統的成敗。一個復雜的系統往往有許多子系統或元件以一定的組合聯系在一起的，其中某一部分的失效都會影響整個系統。風險分析的目的在于既對各個子系統的可靠性作出估計，也要評價它們在構成大系統的可靠性中起什么樣的作用，從而控制薄弱環節以提高整個系統的可靠性。

對巖土工程來說，我們可以把整個工程看成一個大系統，并把它分解為若干個子系統或單元，運用風險分析的一些基本原理，分析設計所冒的風險以及在經濟上承擔的風險，并把所冒的風險限制在人們可以接受的限度以內，這亦稱為風險分析。其目標是使可能達到極限狀態的概率足夠地小，因此又稱為概率極限狀態設計。

2巖土工程風險分析的內容

2.1巖土工程的安全系數與可靠性

在巖土工程中，安全系數FS 一般由下式定義：

式中：—系統有效運行能力的估值下限；

—對系統需求的估值上限。

與結構工程相比，巖土工程設計中有更多的不定性和近似性，這是因為土的性狀非常復雜，人們對于影響土質條件的認識還很不充分，因此需要比較大的安全儲備量來對付可能發生的偏差。

2.2巖土設計參數的概率分布

利用標準正態分布的累計概率函數計算破壞概率固然比較簡單，但實際設計參數是否符合正態分布還需進行擬合度檢驗。

所謂擬合度檢驗就是先假設隨機變量服從某一概率分布，然后在一定的顯著性水平上來檢驗統計假設是否可信，如果可信就認為隨機變量符合這一理論分布。

2.3荷載的概率估計

定期停留的活荷載時大時小，為了簡化實用可以假定在一個停留期間其荷載大小是不變的。當然，每個停留期的長短和停留期之間的間隔可能都是不相等的。

3巖土工程風險分析的理論與實踐

巖體是不確定性系統，即實際巖土工程中存在固有的不確定性。一切不確定性因素成為巖土工程的風險源，故而巖土工程的風險源研究主要集中于其中的不確定性研究。

這種不確定性包括客觀和主觀不確定性，前者主要有荷載環境的初始應力場、介質地質環境的巖性參數、不同施工環境與條件等；后者主要由于對巖體變形破壞機理認識不清，導致對巖土力學分析和模擬不足，如計算模型、參數的選取、條件的假定、簡化計算、信息描述、測量精度以及設計施工數據與信息等。總體上涉及：隨機性、模糊性、信息不完全性和信息處理的不確切性。這些不確定性正是受體的風險源。不確定性反映在時間和空間上，時間不確定性用隨機過程描述，空間不確定性可用隨機場描述。

如果一個基本變量的不確定性對極限狀態有較大影響，就應視為不確定性變量來考慮。不確定性在巖土工程中是普遍存在的，在工程的所有階段，工程師們都會遇到不確定性：如選址差或地質包含未顯露出的弱點；場地材料特性調查不充分；需確定的參數值（強度，滲透性）不清；分析得到的重要數值的準確性（如安全系數）等因素，這此因素影響設計的安全性。在很多情況下，含有不確定性因素的設計是在實際施工時才完成的。因此，在進行巖石力學與工程問題的研究、設計、施工和工程處理活動中進行風險分析非常必要，且意義重大。

4巖土工程基于風險的設計

巖土工程問題設計方法可分為兩大類：

4.1依賴規范、規則、公認的慣例設計的多數常規工程；

4.2研究長期運行的潛在風險，以不可能完全消除風險、以較高造價降低風險達到可忽略的水平為特征。運用可靠性分析原理進行風險分析，其目標是使可能達到極限狀態的概率足夠小，將工程風險限制在可接受的范圍內。巖土工程風險分析的應用，就是對實際工程進行概率極限狀態設計，在此基礎上進行風險決策。

由于巖土工程自身的特點，不能將現有的較為成熟的上部結構可靠性分析方法不加區別地、簡單地移植過來，必須對巖土體的賦存環境及其所受動、靜載作用效應進行研究，分析巖土體的物理力學特性，正確運用概率論、統計學、模糊數學、信息熵等理論方法，進行不確定性描述，提出正確的概念與方法。失效概率通過對設計變量相聯系的不確定性進行系統分析來求得，風險分析的相關的步驟有：（1）收集信息，確立不確定性因素；（2）模擬功能和結果，包括估計不確定性的風險；（3）收集附加信息，修正參數，在此基礎上做方案選擇決策。這使得設計方法更為復雜，但設計更為經濟。

當然，在巖土工程中，概率方法不能替代傳統方法，它作為一種工具，只是有效地補充傳統方法。大量的設計會由工程師和業主討論直到業主（或認知保險公司）在造價和風險之間尋求一個可接受的平衡，這才是真正意義上的優化設計。比如，邊坡優化設計斷面的綜合影響因素包括：巖土體強度指標、工程的重要程度、建設區經濟發展指標等。地基條件對土木工程反映敏感，NMH Allalaby 研究了建筑工程中地基風險對工程費用的影響，經濟指標衡量的場地效益可用風險模擬加以描述。

5巖土工程風險分析待研究的問題

巖土工程風險分析的工程應用，包括優化設計和風險決策具有極大的實踐價值。但由于巖土工程本身的不確定性特點，其風險分析面臨更復雜的挑戰。

5.1實際應用方面最根本的問題是對不確定性因子的合理描述。對風險源的辨識，直接影響進入模型的風險因素選取、風險因子之間的相關性確定，巖土工程還只能根據專家經驗作一些定性的研究。如何結合工程背景、有限樣本、風險理論建立一套系統的風險辨識方法，以及風險源辨識的可視化研究，具有重要的研究意義。

5.2實際工程很難清楚確定工程的臨界情形，目前能做到的定量風險估計是基于人為假定的系統失事。巖土工程多處于多場耦合作用的賦存環境，對復雜系統，狀態變量眾多且特性各異，極限狀態方程往往是非線性的，為了建立合理的功能函數，需進行失效模式的仿真研究以弄清失效機理，并研究適于材料非線性、動力系統的隨機有限元算法。

5.3應用現代信息技術進行風險分析，在可靠性評估中應用信息融合技術，以及數據挖掘技術。數據挖掘基于粗糙集理論，不需要預先給定某些特征或屬性的數量描述，如統計學中的概率分布、模糊理論中的隸屬度或隸屬函數等，而是直接從給定問題的描述集合出發，通過不可分辨關系和不可分辨類確定給定問題的近似域，從而找出該問題中的內在規律。粗糙集理論同模糊集、神經網絡、證據理論一起，成為不確定性計算的一個重要分支。

6巖土工程風險分析與應用展望

盡管人們對風險分析的應用存在多種的疑慮或偏見，但長期以來，對于巖土工程這樣的不確定性因素較多、量測實驗數據有限、模型誤差大的介質，工程師的認識依然是從概率現象入手的，研究的結果和評價也須以概率的形式表達。實踐證明，利用各種不確定性研究方法，使用定量風險分析作為決策工具或傳統設計的補充，在相當程度上可給決策者提供更多的輔助評價信息。

在風險分析中，概率方法的優點是能分析材料參數的變異性和其他方面的不確定性，其計算結果提高了置信程度。但并不是用一個“破壞概率”代替“安全系數”，問題本身就完全解決了。應當指出，對邊坡穩定、結構動力穩定性、大壩破壞、洪水演算、滲透等的確定性分析結果是綜合風險評估方法的重要基礎。應將風險分析與確定性分析結合考慮，共同作為決策依據。

參考文獻

[1] 劉春原,閻澍旺.巖土參數隨機場特性及線性預測[J].巖土工程學報,2002(05).

[2] 郭宏.談巖土工程的可靠性設計[J].山西建筑, 2002(07).

[3] 陳正貴.對巖土工程勘察方案分析的探討[J]. Chinas Foreign Trade,2010(12).

[4] 栗心輝.可靠度分析方法計算強夯影響深度研究[J].現代物業(上旬刊),2011(07).

[5] 楊漫熙.淺談強化巖土工程勘察的措施與手段[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2010(05).

摘要：對于巖土工程風險的分析可以用經濟損失來表述，也可以用失效概率來表示，國外有一些先進的巖土工程風險評定方法，認為巖土風險與時間和空間都是有著密不可分的關系的，巖土工程系統的設計對于風險分析也有非常高的要求，并且要根據工程師的設計得出風險評定結果，進行風險分析是巖土工程的基礎，文章就巖土工程風險分析及應用進行探討。

關鍵詞：巖土工程；工程風險；應用

巖土工程中的風險，其形成、發展、以至失事成災，概括起來可以說是自然與人為因素共同影響的結果，但具體來看，影響因素是各種各樣的，要正確分析各因素對工程設施的影響和各因素的綜合作用，則需涉及多學科的知識。因此，要真正對一項或一類巖土工程風險進行鑒別，并提出治理對策，則必須由科研、勘察、設計、施工等多學科科技人員參加，同時要取得主管部門領導和當地群眾的大力支持，協同作戰，方能作出最科學的治理決策。

1巖土工程風險分析方法

長期以來處理巖土工程的風險問題主要采取定值論的方法，用安全系數來表示風險程度。認為只要采用了適當的安全系數，就能保證工程的絕對安全。這雖然也是一種處理工程問題的方法，并且已經積累了相當豐富的經驗。可是傳統方法畢竟還是不完備的，它無法提供說明工程可靠性的評價指標。所謂可靠性是指一個系統在給定的條件下和預計的時間內完成規定功能運行的概率。可靠性在系統工程中占有很重要的地位，它不僅直接反映系統的質量指標，而且關系到整個系統的成敗。一個復雜的系統往往有許多子系統或元件以一定的組合聯系在一起的，其中某一部分的失效都會影響整個系統。風險分析的目的在于既對各個子系統的可靠性作出估計，也要評價它們在構成大系統的可靠性中起什么樣的作用，從而控制薄弱環節以提高整個系統的可靠性。

對巖土工程來說，我們可以把整個工程看成一個大系統，并把它分解為若干個子系統或單元，運用風險分析的一些基本原理，分析設計所冒的風險以及在經濟上承擔的風險，并把所冒的風險限制在人們可以接受的限度以內，這亦稱為風險分析。其目標是使可能達到極限狀態的概率足夠地小，因此又稱為概率極限狀態設計。

2巖土工程風險分析的內容

2.1巖土工程的安全系數與可靠性

在巖土工程中，安全系數FS 一般由下式定義：

式中：—系統有效運行能力的估值下限；

—對系統需求的估值上限。

與結構工程相比，巖土工程設計中有更多的不定性和近似性，這是因為土的性狀非常復雜，人們對于影響土質條件的認識還很不充分，因此需要比較大的安全儲備量來對付可能發生的偏差。

2.2巖土設計參數的概率分布

利用標準正態分布的累計概率函數計算破壞概率固然比較簡單，但實際設計參數是否符合正態分布還需進行擬合度檢驗。

所謂擬合度檢驗就是先假設隨機變量服從某一概率分布，然后在一定的顯著性水平上來檢驗統計假設是否可信，如果可信就認為隨機變量符合這一理論分布。

2.3荷載的概率估計

定期停留的活荷載時大時小，為了簡化實用可以假定在一個停留期間其荷載大小是不變的。當然，每個停留期的長短和停留期之間的間隔可能都是不相等的。

3巖土工程風險分析的理論與實踐

巖體是不確定性系統，即實際巖土工程中存在固有的不確定性。一切不確定性因素成為巖土工程的風險源，故而巖土工程的風險源研究主要集中于其中的不確定性研究。

這種不確定性包括客觀和主觀不確定性，前者主要有荷載環境的初始應力場、介質地質環境的巖性參數、不同施工環境與條件等；后者主要由于對巖體變形破壞機理認識不清，導致對巖土力學分析和模擬不足，如計算模型、參數的選取、條件的假定、簡化計算、信息描述、測量精度以及設計施工數據與信息等。總體上涉及：隨機性、模糊性、信息不完全性和信息處理的不確切性。這些不確定性正是受體的風險源。不確定性反映在時間和空間上，時間不確定性用隨機過程描述，空間不確定性可用隨機場描述。

如果一個基本變量的不確定性對極限狀態有較大影響，就應視為不確定性變量來考慮。不確定性在巖土工程中是普遍存在的，在工程的所有階段，工程師們都會遇到不確定性：如選址差或地質包含未顯露出的弱點；場地材料特性調查不充分；需確定的參數值（強度，滲透性）不清；分析得到的重要數值的準確性（如安全系數）等因素，這此因素影響設計的安全性。在很多情況下，含有不確定性因素的設計是在實際施工時才完成的。因此，在進行巖石力學與工程問題的研究、設計、施工和工程處理活動中進行風險分析非常必要，且意義重大。

4巖土工程基于風險的設計

巖土工程問題設計方法可分為兩大類：

4.1依賴規范、規則、公認的慣例設計的多數常規工程；

4.2研究長期運行的潛在風險，以不可能完全消除風險、以較高造價降低風險達到可忽略的水平為特征。運用可靠性分析原理進行風險分析，其目標是使可能達到極限狀態的概率足夠小，將工程風險限制在可接受的范圍內。巖土工程風險分析的應用，就是對實際工程進行概率極限狀態設計，在此基礎上進行風險決策。

由于巖土工程自身的特點，不能將現有的較為成熟的上部結構可靠性分析方法不加區別地、簡單地移植過來，必須對巖土體的賦存環境及其所受動、靜載作用效應進行研究，分析巖土體的物理力學特性，正確運用概率論、統計學、模糊數學、信息熵等理論方法，進行不確定性描述，提出正確的概念與方法。失效概率通過對設計變量相聯系的不確定性進行系統分析來求得，風險分析的相關的步驟有：（1）收集信息，確立不確定性因素；（2）模擬功能和結果，包括估計不確定性的風險；（3）收集附加信息，修正參數，在此基礎上做方案選擇決策。這使得設計方法更為復雜，但設計更為經濟。

當然，在巖土工程中，概率方法不能替代傳統方法，它作為一種工具，只是有效地補充傳統方法。大量的設計會由工程師和業主討論直到業主（或認知保險公司）在造價和風險之間尋求一個可接受的平衡，這才是真正意義上的優化設計。比如，邊坡優化設計斷面的綜合影響因素包括：巖土體強度指標、工程的重要程度、建設區經濟發展指標等。地基條件對土木工程反映敏感，NMH Allalaby 研究了建筑工程中地基風險對工程費用的影響，經濟指標衡量的場地效益可用風險模擬加以描述。

5巖土工程風險分析待研究的問題

巖土工程風險分析的工程應用，包括優化設計和風險決策具有極大的實踐價值。但由于巖土工程本身的不確定性特點，其風險分析面臨更復雜的挑戰。

5.1實際應用方面最根本的問題是對不確定性因子的合理描述。對風險源的辨識，直接影響進入模型的風險因素選取、風險因子之間的相關性確定，巖土工程還只能根據專家經驗作一些定性的研究。如何結合工程背景、有限樣本、風險理論建立一套系統的風險辨識方法，以及風險源辨識的可視化研究，具有重要的研究意義。

5.2實際工程很難清楚確定工程的臨界情形，目前能做到的定量風險估計是基于人為假定的系統失事。巖土工程多處于多場耦合作用的賦存環境，對復雜系統，狀態變量眾多且特性各異，極限狀態方程往往是非線性的，為了建立合理的功能函數，需進行失效模式的仿真研究以弄清失效機理，并研究適于材料非線性、動力系統的隨機有限元算法。

5.3應用現代信息技術進行風險分析，在可靠性評估中應用信息融合技術，以及數據挖掘技術。數據挖掘基于粗糙集理論，不需要預先給定某些特征或屬性的數量描述，如統計學中的概率分布、模糊理論中的隸屬度或隸屬函數等，而是直接從給定問題的描述集合出發，通過不可分辨關系和不可分辨類確定給定問題的近似域，從而找出該問題中的內在規律。粗糙集理論同模糊集、神經網絡、證據理論一起，成為不確定性計算的一個重要分支。

6巖土工程風險分析與應用展望

盡管人們對風險分析的應用存在多種的疑慮或偏見，但長期以來，對于巖土工程這樣的不確定性因素較多、量測實驗數據有限、模型誤差大的介質，工程師的認識依然是從概率現象入手的，研究的結果和評價也須以概率的形式表達。實踐證明，利用各種不確定性研究方法，使用定量風險分析作為決策工具或傳統設計的補充，在相當程度上可給決策者提供更多的輔助評價信息。

在風險分析中，概率方法的優點是能分析材料參數的變異性和其他方面的不確定性，其計算結果提高了置信程度。但并不是用一個“破壞概率”代替“安全系數”，問題本身就完全解決了。應當指出，對邊坡穩定、結構動力穩定性、大壩破壞、洪水演算、滲透等的確定性分析結果是綜合風險評估方法的重要基礎。應將風險分析與確定性分析結合考慮，共同作為決策依據。

參考文獻

[1] 劉春原,閻澍旺.巖土參數隨機場特性及線性預測[J].巖土工程學報,2002(05).

[2] 郭宏.談巖土工程的可靠性設計[J].山西建筑, 2002(07).

[3] 陳正貴.對巖土工程勘察方案分析的探討[J]. Chinas Foreign Trade,2010(12).

[4] 栗心輝.可靠度分析方法計算強夯影響深度研究[J].現代物業(上旬刊),2011(07).

[5] 楊漫熙.淺談強化巖土工程勘察的措施與手段[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2010(05).