基于FTA的建筑岩质高切坡安全评价研究

摘要

随着城市建设及土地开发，建筑物周边的环境岩质边坡——建筑岩质边坡在山地城市建设中日益增多，并且越来越陡、越来越高，形成众多建筑岩质高切坡工程。与此同时，也产生了越来越多的工程事故。由于建筑岩质边坡与周边环境、人类活动联系密切，它的安全与否直接决定着建筑主体工程的安全、经济和使用，影响着城市的建设和人们生命财产安全。因此，有必要开展和加强建筑岩质高切坡工程的安全评价研究工作，寻找产生工程事故的主要原因和途径，因地制宜的采取相应控制措施，预防或减少建筑岩质边坡失事造成的危害。 故障树分析法(简称FTA)，正是一种适合于分析事故原因(或原因组合)以及事故发生途径的安全评价方法。本文以建筑岩质边坡工程为研究对象，运用FTA法重点针对锚杆挡墙支护建筑岩质高切坡工程进行了深入的研究，得到了一些有意义的研究成果，并在实际工程中加以了应用。论文的主要工作有： (1)通过总结建筑岩质高边坡的支护类型，分析其中适用于岩质高切坡工程的锚杆挡墙类型、特点及破坏形式,讨论现行建筑岩质高切坡支护工程施工方法，并在收集、分析大量工程事故资料基础上归纳出引起建筑岩质高切坡工程事故的原因。 (2)通过系统分析FTA法的基本原理、基本方法，针对传统方法中需要将故障树底事件发生的概率精确定值而在实际的建筑岩质高切坡工程中很难实现这一矛盾，引入模糊数的思想，阐述基于模糊数的故障树分析方法。 (3)结合建筑岩质边坡的研究实践，基于故障树分析理论，深入分析锚杆挡墙支护建筑岩质高切坡工程危险源及危险特征，建造建筑岩质高切坡锚杆挡墙支护结构体系FT模型，并对此模型进行FTA定性分析，寻找锚杆挡墙支护建筑岩质高切坡工程的危险路径。 (4)通过对重庆市四海路某建筑岩质高切坡工程事故实例的研究总结，利用统计分析并结合工程实际的环境、水文地质、开挖支护等条件估计该工程中各底事件的三角模糊概率值，并将概率值代入已建好的故障树模型中用FTA法定量计算该顶事件发生的概率和引起该工程事故的主要原因。通过比较FTA计算结果、施工力学计算结果和实际事故调查结果，验证本文所建建筑岩质高切坡锚杆挡墙支护结构体系FT模型的正确性和基于FTA的安全评价在建筑岩质高切坡工程中应用的可行性。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究目的及意义

1.1.1引言

1.1.2建筑岩质边坡及其特点

1.1.3建筑岩质边坡工程安全影响因素

1.1.4问题的提出

1.2国内外研究现状评述

1.2.1安全评价概论

1.2.2国外安全评价研究现状

1.2.3国内安全评价研究现状

1.2.4安全评价方法研究现状

1.2.5国内安全评价研究存在的主要问题

1.3本文的研究方法

1.3.1研究方法的选择

1.3.2故障树分析法概述

1.3.3故障树分析法的步骤

1.4研究内容及研究思路

1.4.1主要研究内容

1.4.2本文研究思路

2建筑岩质高切坡工程危险源分析

2.1建筑岩质高切坡支护

2.1.1建筑岩质高边坡常用支护类型

2.1.2高切坡的锚杆挡墙支护

2.2建筑岩质高切坡施工方法

2.2.1建筑岩质高切坡的逆作法施工

2.2.2施工方法不当原因分析

2.3建筑岩质高切坡工程的危险源

2.3.1锚杆挡墙结构危险源

2.3.2建筑岩质高切坡稳定性危险源

2.4本章小结

3建筑岩质高切坡故障树模型的建造及分析

3.1常用故障树术语和符号

3.2故障树建造理论

3.2.1建树基本步骤

3.2.2建树基本方法

3.3本文建树原则

3.4建筑岩质高切坡故障树模型的建造

3.4.1总故障树模型的建立

3.4.2“锚杆挡墙所承受的力大于设计值”子模块的建立

3.4.3“锚杆锚固破坏”子模块的建立

3.4.4“墙面结构破坏”子模块的建立

3.5建筑岩质高切坡FT的定性分析

3.5.1最小割集的概念

3.5.2求最小割集的方法

3.5.3求最小割集的运算规则

3.5.4建筑岩质高切坡FT的定性分析

3.6基于模糊数的FTA定量分析

3.6.1传统FTA的定量分析

3.6.2模糊数的引入

3.6.3引入模糊数的FTA定量分析

3.7本章小结

4基于FTA的安全评价方法在工程实例中的应用

4.1工程实例

4.1.1工程概况

4.1.2场地工程地质条件

4.1.3边坡设计与施工概况

4.1.4边坡失稳过程

4.2工程实例的施工力学分析

4.2.1实际施工与逆作法施工

4.2.2锚杆挡墙垮塌事故的力学分析

4.3工程实例的FTA分析

4.3.1底事件模糊概率的确定

4.3.2工程失事概率

4.3.3各底事件模糊重要度

4.4 FTA分析结果评价

4.4.1 FTA计算结果分析

4.4.2 FTA计算结果与施工力学计算结果、事故原因调查结果对比

4.5本章小结

5结论与展望

5.1主要结论

5.2进一步研究展望

致谢

参考文献

附 录