内容简介
[博士]基于人为因素的基坑工程动态风险分析与控制方法研究
学科专业: 岩土工程
授予学位: 博士
学位授予单位:同济大学
学位年度:2009
基坑工程师一个复杂系统,存在诸多不确定性,而基坑工程的不确定性很大一部分来自人为因素。随着近年基坑工程数量及规模的增大,基坑工程面临的环境条件也越来越复杂,基坑事故日益增加,而与工程施工相应的风险分析管理体系仍然远未成熟。目前的基坑风险评估仍偏于可靠性分析以及失效概率计算方面,缺乏实用的风险分析控制体系,并且没有切实有助于实际风险控制的动态风险评估及相应措施控制体系。在分析人为因素对基坑事故发生概率的影响上,也缺乏深入的研究,未考虑人为因素得出的基坑失效概率往往是偏离真实基坑风险水平的。针对上述问题,本文从人为因素、动态风险评估以及风险控制体系方面进行了研究。
首先,归纳总结了基坑工程中常见的人为差错类型,分析了人为差错的形成原因及机理,将人为差错划分为无意差错和有意差错,将经典的SHEL模型嵌入改进的Reason模型中,建立了即考虑人为差错发生的横向广度,又兼备了人为差错的深层次原因分析的S-Reason模型,用以分析基坑工程中人为差错发生原因。将S-Reason模型用于风险控制中的人为差错分析,为基坑工程的风险控制措施的提出提供理论依据;
其次,提出了“人因修正系数"的概念,对基坑工程施工过程中的人为因素变量进行了归纳,考虑设计、施工、监测和监理四个主体相关的人为因素变量,得出综合的人为因素修正系数。通过引入人因修正系数修正风险事故发生概率的方法,考虑人为因素对基坑风险的影响,使风险评估结果更真实地反映基坑的真实风险水平。在此基础上,对基坑工程的总体风险进行估计,建立了施工前工程总体的风险预估方法体系。在风险预估结果基础上,给出了风险排序的方法,为风险清单排序提供依据;
然后,建立了分析监测数据以评价工程动态风险的方法,依据监测项目的种类不同,归纳了常用的工程预警值,并且充分考虑环境监测项目和基坑支护自身监测项目的特点,针对性地提出了相应的风险修正系数的计算方法,得出用于风险等级评定的风险预警值的确定方法,建立了基于监测数据的动态风险定量评估的方法体系;
最后,提出风险因素继承和发展的理论,将风险因素分为潜伏因素、显性因素和继承因素,并研究了基坑工程中人为差错中的危险点及其应对措施;结合风险继承和发展的理论和人因危险点的分析方法,提出了包括施工前风险预控、施工期的动态风险监控以及基于系统黑色区域的重大风险防控的风险控制体系理论,分阶段从三方面实现了基坑工程的全过程风险控制。
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