在线黄色毛片,美女视频黄色网址,国产超级乱婬av片,2022年精品国产福利在线,色五月激情五月,激情视频网站,亚洲视频欧美

安全管理網(wǎng)

巖土工程風險評估與管理概述

  
評論: 更新日期:2015年04月29日


??????? 1、緒論
??????? 本文已經(jīng)準備作為于2012年5月20日在中國武漢由中國工程院舉行的關于大型地下工程的安全施工和風險管理的國際首腦會議的報告內(nèi)容。論壇上要審議的主題包括:
??????? (1)機制、了解、預測理論以及巖爆、塌方、洪水的預警系統(tǒng)或者大型地下工程的大變形。
??????? (2)大應力、巖溶、高水壓或弱巖條件下的大型地下工程優(yōu)化設計方法。
??????? (3)大應力、巖溶、高水壓或弱巖條件下大型地下工程安全施工的風險管理方法和策略。
??????? 本文旨在通過提供主要依據(jù)國際文獻的巖土工程風險評估和風險管理的實際應用實例來促進以上三個主題的審議。顯然,此次論壇的主題在中國和中國工程院乃至他們所在的世界其他地方都受到極大的關注。然而,重要的是不能忽視中國近年來在巖土力學和巖土工程上取得的不朽成就。
???????
??????? 2、風險管理術語及定義
??????? 國際文獻關于風險分析、風險評估和風險管理包括了一系列的風險定義和相關條款。這里,采用AS/NZE ISO 31000:2009的定義。值得注意的是,這些定義或多或少的不同于一些早期出版刊物里的定義,包括Brown和Booth。筆者了解到,中國沒有一個可以與AS/NZE ISO 31000:2009相媲美的具體的風險管理標準。按照他們的觀點來看它將被假定適用于ISO標準的一般原則,即ISO 31000:2009。
??????? 澳大利亞標準定義“風險”為“不確定性對目標的影響”,風險源是指元素單獨或組合使用有可能產(chǎn)生的風險。在一些更早的觀點中,風險源似乎已經(jīng)被稱為危險,而在早期的澳大利亞標準則定義為“潛在傷害的來源”。這個詞在AS/NZE ISO 31000:2009是沒有定義的。巖土工程的大應力、巖溶、高水壓或弱巖條件就是這種意義上的危害。
??????? 風險水平被定義為“以結果和可能性組合表達的風險大小或者風險組合”。該定義允許量化風險的普遍做法作為事件發(fā)生可能性和結果的產(chǎn)物。澳大利亞標準關于事件是“一組特定情況的發(fā)生與改變”的定義與這種用法是一樣的。事件結果是指一項目標造成的后果,可能性是指某些事發(fā)生的機會大小。術語也存在很多差異,例如,事件發(fā)生的可能性有時被成為危風險。
??????? 圖1說明了ISO和澳大利亞標準制定的整體風險管理的流程。它有助于解釋清楚在該領域用到的術語。重要的是要認識到,在這種方法中,風險識別、風險分析和風險評估這三個步驟一起被稱為風險評估,就是這篇文章題目用到的風險評估一詞。那些有時候只是細節(jié)差別的類似的方法,也被許多其他國家和國際權威機構使用。風險分析和風險評估階段的內(nèi)容將會在圖1中講述。
???????
??????? 3、風險分析和風險評估
??????? 風險分析就是了解每一個風險在如圖1所示風險識別的發(fā)展過程。它提供了是否風險需要處理的決定以及最適當?shù)暮妥畛杀居行У娘L險處理策略。它涉及到要考慮的風險源、風險后果以及后果發(fā)生的可能性。風險分析和風險評估通常是要結合它們發(fā)生的可能性和發(fā)生后產(chǎn)生的結果的。風險分析是定性的或半定量或定量的。下文將提供一些廣泛用于巖土和隧道工程,也可能使用于大型地下建設項目的風險分析和評估方法的簡要概述。
??????? 故障樹分析(FTA)是以圖表的形式識別、量化和表示出可能導致重大危險源的故障和風險因素。它可能量化也可能不量化事件發(fā)生的概率。
??????? 事件樹分析(ETA)是提供有關于有可能導致重大事件的現(xiàn)實場景或者他們之間關系或者隨時間推移風險擴大的可能性的系統(tǒng)映射。它也提供了相關風險和風險擴大發(fā)生的可能性的數(shù)值估計。
??????? 因果分析是故障樹分析和事件樹分析的結合。分析的結果是以原因和后果的關系圖表示出來的。這種方法被廣泛應用于故障邏輯相對簡單的情況,因為故障和事件樹相結合的圖表會變得相當復雜。
??????? 圖2表示了一個通過使用故障樹和事件樹來分析井下采礦的風險評估過程。左邊一欄是失敗的各種類型以及其決定因素。中間一欄顯示的就是給定的幾個風險類型以及他們各自的影響后果來畫出的事件樹,風險后果比如經(jīng)濟損失、聲譽損失和人工損失。右邊一欄顯示的是風險的最終評估結果。這種開發(fā)出來主要用于的巖石邊坡工程的做法很可能被用于地下土建的開挖工程,但是可能要修改一些圖示中間欄的風險因素。
??????? 蝶形圖反映了當風險一旦發(fā)生可以采取的消除或者減少風險再次發(fā)生的可能性的控制措施。雖然蝶形圖最開始被創(chuàng)立是作為分析安全事故的技術,但是也可用于其他類型的復雜的風險分析。圖3表示了一個可用于在這里討論的巖土工程風險分析的通用蝶形圖。
??????? 風險概率分析(PRA),包括蒙特卡洛和其他類型的模型,也許就是巖土工程中定量的進行風險分析最廣泛使用的方法。這種方法將在下文第5節(jié)中詳細討論。
??????? 決策分析,包括決策樹分析,是在可用信息的基礎上做出現(xiàn)決定,然后用于分析或保證評估結果的一種結構化格式。很多地下工程的決策存在重大的不確定性。決策分析將會在下文第6節(jié)進一步討論。
??????? 多風險分析是一種近似的計算方法,主要應用于多個獨立風險或危險因素,這些因素作為隨機變量。它提供了一個用于處理不確定性的方法。它也可以用于隧道工程的成本估計,比如這個研究。
??????? 層次分析法(AHP)用于解決一些決策和風險管理中的問題。這是一個多準則的數(shù)學方法。它允許各個方案進行對比排名,然后得到最佳方案。這種方法在中國建筑業(yè)應用的相對廣泛。
??????? 貝葉斯網(wǎng)絡是基于圖形和其他數(shù)學工具來表達出系統(tǒng)成員之間的因果關系。它允許變量之間相互依賴,它還提供了不確定條件下推理的方法,并且允許概率表隨著信息的更新而更新。在實踐中,他們還結合一些其他的決策分析方法。地下工程中貝葉斯網(wǎng)絡及其應用將在第6節(jié)中詳細討論。
??????? 此外,貝葉斯網(wǎng)絡、模糊邏輯和其他已經(jīng)應用于巖土工程的人工智能方法也可能用于風險分析和風險評估,并且有時還需結合其他的方法。
??????? 重要的是要注意這些從工程實踐中總結出來的風險分析是定性的,頂多也只能算是半定量。因此,本文的重點將放在定量分析的發(fā)展和應用上面。
???????
??????? 4、巖土工程的不確定性和失誤
??????? 要清晰的認識到在巖土工程,包括地下巖石工程中,許多風險源是來自巖土工程本身的不確定性和錯誤。由于地質(zhì)力學造成的風險已經(jīng)在很多文獻中討論過,因此將不確定性的來源分為以下幾種:
??????? (1)固有的時空變異;
??????? (2)測量誤差(系統(tǒng)或隨機);
??????? (3)模型的不確定性;
??????? (4)負載的不確定性;
??????? (5)遺漏。?
??????? Baecher和Christian以及其他人已經(jīng)在論文里描述過這些不確定性的來源。即使系統(tǒng)是眾所周知的,偶然因素也可能因為相關條件的時間和空間的不同而不同。巖體的不規(guī)則形狀和水力特征的不同就是這種偶然因素的好例子。另一方面,主觀的不確定性源自我們對某個問題方方面面的認識。這有時候被稱為概念的不確定性,這可能體現(xiàn)在使用不恰當?shù)姆治瞿P汀?br /> ??????? 近日,Hadjigeorgiou和Harrison提供了一些巖石工程中有價值的錯誤源。在地下挖掘工程的設計中使用巖體分類方法的討論中,他們發(fā)現(xiàn)了兩組失誤。第一組是選擇分類方案的失誤,包括遺漏和與沒有選擇一個適合地質(zhì)力學的分類方法。第二組失誤與實施有關,包括實施條件、方法、忽略變化和偶然因素的失誤。
???????
??????? 5、風險概率分析
??????? 過去的三四十年里,風險概率分析(PRA)是應用最廣泛的定量風險分析方法,尤其是巖土工程中的風險分析。它也被廣泛應用于工程領域的進度控制、成本控制和項目管理。
??????? 如圖4所示,在巖土工程風險分析的一般方法中,我們評估概率密度函數(shù)(PDF)。荷載、應力、地下水壓等設計參數(shù)如圖4所示的需求。土壤和巖石強度,通常是剪切強度如圖4所示的容量。此圖說明了從初步設計到詳細設計以及最終設計過程中,設計參數(shù)是如何提高的,如何得到進一步的結果以及為了減少失誤的可能。
??????? Stewart和O’Rourke,給出了當荷載超過一定數(shù)值后破壞的概率為:
??????? Pf =Pr(R≤S)=Pr(R-S≤0)=Pr [G(X)≤0]???????? (1)
??????? 其中R是電阻或容量,S是荷載或者需求,G(X)是一種極限狀態(tài),例如G(X)=0就定義了安全和非安全的界限。安全系數(shù)(FOS)的計算公式為FOS=R/S,其中,R和S是需求和容量的平均值或者最有可能的值。有些計算方法允許R和S存在偶然因素。然而,他們通常不允許主觀的不確定性。因此,這種情況下,應該允許模型建立的錯誤,ME,是關于R和S的估計:
??????? G(X)= ME?FOS??????????????????????????????????? (2)
??????? 如果G=R-S,并且R和S是相互獨立的,發(fā)生故障的概率為
??????? Pf? =∫FR(x) fs(x) dx??????????????????????????????????? (3)
??????? 其中FR(x)是阻力的累計分布函數(shù),fs(x)是荷載的概率分布函數(shù)。故障出現(xiàn)的可能性與如圖4所示的需求和容量分布曲線在哪里重疊有關。如果R和S遵循正態(tài)分布,則Pf =1-Φ(β),其中β是可靠性指數(shù),并且是R和S的平均值和標準差的函數(shù)。
??????? R和S概率分布函數(shù)的估計往往采用Monte Carlo、Latin Hypercube或一些銷售軟件,比如RISK和Crystal Ball。這些最簡單的模式中,包括了R和S的大量重復計算,通常是用到一些涉及要輸入?yún)?shù)的方程,比如用于穩(wěn)定性計算的隨機數(shù)的選取。

網(wǎng)友評論 more
創(chuàng)想安科網(wǎng)站簡介會員服務廣告服務業(yè)務合作提交需求會員中心在線投稿版權聲明友情鏈接聯(lián)系我們