發(fā)布時(shí)間：2020-08-06 11:45

【摘要】：重大巖土工程在建設(shè)和運(yùn)行中存在著若干不確定因素,進(jìn)而導(dǎo)致重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)的存在。由于風(fēng)險(xiǎn)評估能夠?yàn)橹卮髱r土工程建設(shè)的科學(xué)決策提供重要依據(jù),因而受到學(xué)術(shù)界和工程界的廣泛關(guān)注,是當(dāng)前巖土工程領(lǐng)域研究的重點(diǎn)課題。半個(gè)世紀(jì)以來,巖土工程界在該領(lǐng)域開展了一系列的研究工作,取得了一些有價(jià)值的研究成果。應(yīng)該強(qiáng)調(diào),重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)評估作為科學(xué)問題提出并服務(wù)于工程建設(shè)決策的研究起步較晚,同時(shí)重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)評估也是一個(gè)涉及多學(xué)科的復(fù)雜問題,開展這一領(lǐng)域的研究具有很大的挑戰(zhàn)。本文主要研究重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)評估基礎(chǔ)理論,在工程風(fēng)險(xiǎn)的基本概念、風(fēng)險(xiǎn)評估框架、風(fēng)險(xiǎn)因素分析與風(fēng)險(xiǎn)評估方法、可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)等方面開展一系列基礎(chǔ)理論研究,取得如下主要成果:1.重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)的基本概念研究。系統(tǒng)梳理和總結(jié)了風(fēng)險(xiǎn)定義的演變過程,從哲學(xué)層面上總結(jié)分析了風(fēng)險(xiǎn)的概念,認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)定義具有本體地位,把風(fēng)險(xiǎn)定義為,對人類有價(jià)值的事物產(chǎn)生不確定性后果的狀態(tài)。在論述實(shí)在論和建構(gòu)論風(fēng)險(xiǎn)觀的基礎(chǔ)上,提出風(fēng)險(xiǎn)理論連續(xù)統(tǒng)一體的概念。根據(jù)本文的風(fēng)險(xiǎn)定義,在分析重大巖土工程不確定性的來源及其分類的基礎(chǔ)上,把重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)定義為工程失事對人員生命、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與社會以及工程自身等造成潛在的損失及其可能性。2.重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)評估基本框架研究。在討論和分析重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)研究現(xiàn)狀和背景基礎(chǔ)上,構(gòu)建了風(fēng)險(xiǎn)科學(xué)與巖土工程相結(jié)合的理論框架和學(xué)科體系,目的是將風(fēng)險(xiǎn)科學(xué)理論與方法與巖土工程相結(jié)合,解決重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)評估的內(nèi)容與框架問題。本文把重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)評估劃分為明確背景、風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)與風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)四個(gè)階段,并給出了工程風(fēng)險(xiǎn)評估的基本流程。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估基本流程,提出了重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)評估研究內(nèi)容,具體包括風(fēng)險(xiǎn)評估內(nèi)涵、風(fēng)險(xiǎn)因素分析框架、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)險(xiǎn)評估方法研究等四個(gè)方面內(nèi)容。論文認(rèn)為重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)評估是風(fēng)險(xiǎn)科學(xué)在巖土工程中應(yīng)用的初級階段,基于風(fēng)險(xiǎn)的重大巖土工程設(shè)計(jì)理論則是風(fēng)險(xiǎn)科學(xué)在巖土工程中應(yīng)用的高級階段和發(fā)展方向,認(rèn)為重大巖土工程應(yīng)由基于性能設(shè)計(jì)向基于風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)理念轉(zhuǎn)變。3.重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)因素分析和風(fēng)險(xiǎn)評估方法研究。建立了重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)因素分析框架,主要包括外部的危險(xiǎn)性因素和工程內(nèi)部的易損性因素以及工程失事影響區(qū)域承災(zāi)體的脆弱性因素。結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)評估必須回答的三個(gè)問題,本文系統(tǒng)地論述了重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)識別方法、風(fēng)險(xiǎn)概率估計(jì)方法和工程失事的損失估計(jì)方法、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)方法以及減輕風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià)方法。其中,巖土工程風(fēng)險(xiǎn)概率估計(jì)采用可靠度法和易損性估計(jì)方法,并給出了多種失效失穩(wěn)破壞模式下的風(fēng)險(xiǎn)概率估計(jì)方法;損失估計(jì)方法主要討論了損失估計(jì)的基本模型、生命損失估計(jì)、經(jīng)濟(jì)損失估計(jì)、社會與環(huán)境影響估計(jì)方法。根據(jù)我國的基本國情,探索建立重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)貨幣化方法。4.重大巖土工程可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的初步研究。論文首先闡明可接受風(fēng)險(xiǎn)概念及其標(biāo)準(zhǔn)。在問卷調(diào)查的基礎(chǔ)上,參考國內(nèi)外已有的研究成果,提出了我國重大巖土工程生命、經(jīng)濟(jì)、社會與環(huán)境可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的建議值。巖土工程個(gè)人生命可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的建議值為:個(gè)人可容忍風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)為10-5/年,可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)為10-6/年,可忽略風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)為10-8/年;繪制了重大巖土工程社會生命可接受風(fēng)險(xiǎn)的FN曲線(生命損失數(shù)量累積概率曲線),并建議了曲線的相關(guān)參數(shù);繪制了重大巖土工程經(jīng)濟(jì)可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的FD曲線(經(jīng)濟(jì)損失金額累積概率曲線),并給出曲線的相關(guān)參數(shù)的建議值;根據(jù)生活質(zhì)量指數(shù)(LQI)和生命統(tǒng)計(jì)價(jià)值(VSL)模型計(jì)算了減輕生命風(fēng)險(xiǎn)的公共決策成本標(biāo)準(zhǔn);提出了社會穩(wěn)定與環(huán)境可接受風(fēng)險(xiǎn)的等級標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)工作可為重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)提供了標(biāo)準(zhǔn),為減輕工程風(fēng)險(xiǎn)決策提供了重要依據(jù)。5.開展高土石壩地震風(fēng)險(xiǎn)評估示例研究。本文通過搜集、整理和分析國內(nèi)外學(xué)者公開發(fā)表的高土石壩震害實(shí)例的研究文獻(xiàn),對高土石壩地震危險(xiǎn)性、地震破壞形式和地震易損性進(jìn)行了分析。按照本文提出的重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)評估流程、方法和風(fēng)險(xiǎn)可接受標(biāo)準(zhǔn),對某高土石壩地震風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評估。論文對該高土石地震風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了背景分析、風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)概率估計(jì)、工程自身破壞損失估計(jì)。估計(jì)了地震潰壩情況下,潰壩下游區(qū)域的災(zāi)害損失。選取壩坡失穩(wěn)和永久變形兩種破壞模式開展高土石壩地震風(fēng)險(xiǎn)概率估計(jì)。對于壩坡失穩(wěn)破壞模式,采取相對可靠度法的安全率估算失效概率;對于壩體永久變形破壞模式,采用壩頂相對沉陷地震易損性分析方法,繪制出了不同地震動加速度的工程地震易損性概率曲線。該高土石壩地震破壞直接經(jīng)濟(jì)損失根據(jù)易損性指標(biāo)進(jìn)行評估。假設(shè)該高土石壩出現(xiàn)地震潰壩,對工程下游影響區(qū)域的生命損失、經(jīng)濟(jì)損失、社會與環(huán)境影響進(jìn)行了粗略的估計(jì)。根據(jù)本文提出重大巖土工程可接受風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),給出了某高土石壩地震風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的結(jié)論。
【學(xué)位授予單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU43
【圖文】：

- 12 -圖 2-1 風(fēng)險(xiǎn)概念的發(fā)展路徑近幾十年來的研究成果，但也有一些定義更早，如早在）就用期望值來定義風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)的定義一直在演變，到定義達(dá)成最廣泛的共識。從風(fēng)險(xiǎn)定義的發(fā)展趨勢看，最率和期望值來定義風(fēng)險(xiǎn)，后來，學(xué)者不再采用概率方法闊，并且明確區(qū)分風(fēng)險(xiǎn)定義與風(fēng)險(xiǎn)描述。述，對于風(fēng)險(xiǎn)評估具有重大理論意義，它在摒棄采用概為依然可以采用概率、期望值等來描述風(fēng)險(xiǎn)，但不能根為風(fēng)險(xiǎn)描述不能給出風(fēng)險(xiǎn)概念的內(nèi)涵。人們通常采用損概率等描述風(fēng)險(xiǎn)的方式來定義風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)際上是在風(fēng)險(xiǎn)定認(rèn)識論要素定義風(fēng)險(xiǎn)存在內(nèi)在邏輯上的矛盾。如果我們世界，引入認(rèn)識論要素以后，我們的理解就會成為，存

圖 2-2 風(fēng)險(xiǎn)水平變化示意圖究具體的承災(zāi)體脆弱性，需要考慮承災(zāi)體是否暴露于致災(zāi)因子的有暴露于致災(zāi)因子危險(xiǎn)影響范圍內(nèi)的承災(zāi)體才會表現(xiàn)出脆弱性，究者采用暴露元素2（exposure element）表達(dá)處于危險(xiǎn)中承災(zāi)體是指易于受到某種致災(zāi)因子損害的各類承災(zāi)體，這些承災(zāi)體的數(shù)露元素。如果考慮暴露元素，則風(fēng)險(xiǎn)可以表示為風(fēng)險(xiǎn)（R）=危險(xiǎn)性（H）×暴露元素（E）×脆弱性（V）上式，降低風(fēng)險(xiǎn)也可以通過減少暴露元素的方法來實(shí)現(xiàn)，如圖 素的數(shù)量減少，同時(shí)承災(zāi)體的脆弱性降低，如圖 2-3（b），則三險(xiǎn)就更小。因此，通過制定法律法規(guī)、提高社會風(fēng)險(xiǎn)意識、土地等可以減少暴露元素，從而降低風(fēng)險(xiǎn)。

第二章 重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)的基本概念風(fēng)險(xiǎn)和可接受風(fēng)險(xiǎn)，這也是風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的分類標(biāo)準(zhǔn)�？山邮茱L(fēng)險(xiǎn)是指風(fēng)最大損失在經(jīng)濟(jì)能力和心理承受能力限度之內(nèi)，風(fēng)險(xiǎn)承受者或者受到備接受的風(fēng)險(xiǎn)。可容忍風(fēng)險(xiǎn)是為了達(dá)到某種目的，風(fēng)險(xiǎn)承受者或者受夠忍受的風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重程度是影響風(fēng)險(xiǎn)可接受程度的最主要的因素和高風(fēng)險(xiǎn)界定為不可接受風(fēng)險(xiǎn)；低風(fēng)險(xiǎn)通常為可接受風(fēng)險(xiǎn)；介于可接接受風(fēng)險(xiǎn)之間的中等風(fēng)險(xiǎn)為可容忍風(fēng)險(xiǎn)。文根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)損失后果的屬性對重大巖土工程風(fēng)險(xiǎn)損失分為經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)、會風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)四大類，如圖 2-5 所示。

本文編號：2782349