时间：2023-02-28 15:30:40
导语：在可靠度理论论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
谈到知识必然要涉及到信息的来源及其可靠性。言据性(evidentiality)理论正是研究人们对信息的来源及其可靠程度在语言中的表达形式,反映了说话人对所述命题信息的来源及其可靠程度与语言编码之间的对应关系,是学术论文中常用的言语证据手段。[1]言据性理论的主要代表人物Chafe(切夫)[2]对言据性的分类如表1:
本文将主要依据Chafe的框架,并根据学术语篇的特点以及具体语言分析的可操作性,考察大学生英语论文写作中言据性手段的使用状况。研究旨在回答下列问题:(1)大学生英语论文写作中言据性手段的使用与论文质量之间是否相关?(2)大学生论文写作中言据性成份习得的发展有何特点?(3)本研究结果对我国英语论文写作教学有何启发意义?
二、研究设计
所得数据来自国内某大学英语专业本科生的毕业论文共60篇,每篇约3000~4000字左右,是从137篇毕业论文中随机选出。选择本科生毕业论文主要基于以下考虑:首先,毕业论文在某种意义上是学术研究论文的习作,学术论文讲求言之有据,可以预期会出现较多的言据性手段;其次,本科生毕业论文应该具有较多的大学生中介语特征,因而可以展现更多的大学生在论文规范方面的习得过程。全部论文由4~5位专业教师组成的评审组依照教学大纲的有关规定评为优、良、中、及格、不及格五个等级。鉴于不及格者人数较少而不具代表性,样本主要从其余四个等级抽取。优、良等级中抽取30篇作为高分组,中、及格等级中抽取30篇作为低分组。参照言据性手段分类表,将每个样本中出现的言据性成分作手工统计归类并进行相关分析。为保证统计频率的内在效度,我们采用了Chafe[2]、胡壮麟[3]等的计算方式,即按每1000字内使用的言据性手段来统计言据性手段的使用频率,以避免因文章长短而导致的统计误差。
三、结果与讨论
(一)言据性手段的使用与论文得分之间的关系
表2言据性手段的使用与论文得分相关性
1.言语证据/引证。从表2可知,言语证据/引证手段的使用与论文得分之间存在着显著性正相关(r=·362;p<0·05)。在学术语篇中,言语证据的主要表现形式为对相关领域的其他研究者的引证。引证实践的意义首先在于明示信息的来源,以确保论断言之有据。论文中引证手段的使用,在相当程度上反映出作者对相关文献的熟悉程度,对该领域具有代表性的研究成果或前沿动态发展是否充分了解。一般说来,严谨负责的学术研究都会提供较为完备的参考文献。因此,引证手段的使用对论文质量具有一定的预测作用,是有其内在科学依据的。
2.感官证据/归纳。数据显示,感官证据/归纳手段的使用与论文得分之间存在着显著性正相关(r=·304;p<0·05)。在学术研究中,通过感官而感受到的现象、数据和结果等,一般被认为具有较高的可信度。[2]以此为基础做出进一步的推断,以揭示现象、数据背后隐藏的规律或模式,是获取知识的一种重要手段,因而是学术研究中广泛采用的一种研究方法。经验现实主义(experi-entialrealism)认为,对客观世界的认识来自对现实世界的经验,经验在人的认知和语言中具有重要性,因为从根本上讲意义是由人的具体经验所制约和激发的。[4]归纳推理是以人对客观世界的经验和认知模式为基础的,是体验现实的一种途径,通过推理可以使人类的个体经验变成有意义的东西,并在特定的语境中构成特定的语篇而获得意义。研究者正是通过推理语言的具体使用过程,对个体获得的经验进行定义,为学术共同体提供看待世界的新的视角。
3.假设/演绎。从表中可以看出,假设/演绎手段的使用与论文得分之间存在着显著性正相关(r=·251;p<0·05)。在学术研究中,演绎是基于某种假想进行推理验证而获得理论的过程。该方法强调研究的客观性,研究者要以局外人的视角,进行推断性的、验证性的研究,因而一般被认为具有可信度高、可重复性等特点,是学术研究中普遍采用的一种研究方法。[5]所以,演绎与归纳一样,其使用对论文质量往往具有正面促进作用。
4.信念。信念手段的使用与论文质量之间存在着显著性相关,但方向为负(r=—·379;p<0·05),这说明过多使用该手段反而可能对论文造成负面影响。Chafe对母语研究者的书面语作过统计,发现信念这种手段出现的频率非常低。[2]原因就在于信念手段是用于表示作者个人的观点或想法,学术论文中往往较少采用这种主要突出个人主观见解而不强调说话证据的方式。学术研究中对个人主观意识的抑制,是与学术话语追求科学客观性的实践相一致的。对一项学术研究的评价,主要取决于该研究自身所展现的价值,而不是研究者的主观意识。所以本研究发现应该说从反面验证了Chafe研究结论的正确性。
5.可靠度。数据显示,可靠度手段的使用与论文得分之间呈现出微弱相关,但未达到显著性水平(r=·158;p<0·05),说明该手段的使用对论文质量不具有预测能力。
(二)中国大学生言据性成份习得的发展特点
表3高分组、低分组言据性手段使用统计对照表均值标准差低分组高分组低分组高分组
为了解不同程度的大学生在言据性成份使用方面的发展特点,我们将不同分组的大学生言据性成份使用情况进行统计学描述(见表3),分析其均值和标准差,发现言据性成份的运用水平与其使用的数量或质量之间存在着不同程度的关联。
1.与使用的数量、质量都相关。引证。在引证手段的使用中,虽然低分组的均值低于高分组(1·17vs·2·75),但低分组的标准差却明显高于高分组(1·44vs·0·68),说明低分组的大学生在引证手段的使用频率上差异较大,而论文分数却同样较低。这是否意味着论文中引证的运用水平不仅取决于使用的数量,还可能与其他因素相关。部分低分组大学生在论文中虽然使用了相当数量的引证,但仔细审视后不难发现这些引证与其课题的相关程度并不明显,有强拉硬扯一些名人的研究的嫌疑。这就是引证中所谓的名声效应(reputationeffects)现象。White(怀特)[6]的调查发现,有证据表明,在学术论文的引证中的确存在着这种现象。这种“复杂的引证动机”在学术界虽非主流,但也产生了一些负面影响。
假设/演绎。观察论文中假设/演绎的使用情况,发现高分组与低分组的差异不仅与使用频率、还与使用的质量相关。演绎作为一种获取知识的方式,往往会有一定的假设条件,该假设条件(明示的或隐含的)的可信与否至关重要。一般来说,假设的条件可分为两类,[7]其一,表示假设条件的小句与其主句所表述的因果关系符合自然规律或事理,这种假设条件容易为话语双方所认可,演绎出的结论自然也容易为双方所接受。例如:
Ifyouhavenoelectricity,thecomputerdoesn’twork·
另一类假设表示的不是条件与结果之间的因果关系,而只是说话人以自己已有的经验对事物作出的主观化的推断,表现为说话人以自身特有的“实据”为基础推知主句事态的认知过程。
例如:
在学术语话实践中,作者总是倾向于努力寻求双方可能共有的某种假设基础,使所提的假设条件容易得到对方认可和接受,以促进交际双方的积极认同,达到说服对方的目的。这一点在论辩语体中体现得尤其充分。对比高分组与低分组的使用情况,可以看出,总体来说,高分组的学生较多考虑了假设条件的合理性、适度性和可接受性,而低分组的学生则更多地考虑个人的主观愿望,较少关注读者的心理状态。也就是说,假设/演绎使用质量的不同,可以影响话语的可接受性。
2.主要与使用质量相关。可靠度。从表3可看出,无论是高分组还是低分组,可靠度手段的使用频率都较高(15·02vs·16·87)。通过对样本的细致分析,可以发现可靠度的使用水平并不主要取决于量的多少,而是是否使用得当的问题。学术语篇强调论证的严密性,论断的真实性至关重要。
一般说来,一个学术论断未被学术界普遍接受之前,其真实性都具有统计学上称为“或然”的性质。出于学术上的审慎,作者对新论断的真实性往往会使用一些审慎的评价手段,最常见的就是“模糊限制语”。这些手段可在一定程度上降低作者对命题真值的许诺程度,使作者可以“预见并设法避免他人对其论断作出负面反应”。在样本中,仅有为数不多的大学生能够较为得体地运用一些审慎的可靠度手段,体现出某种学术严谨性。多数大学生则并未意识到这一点,往往过多依赖一些强势语如“should”、“must”、“certainly”、“surely”等,希望依靠此类词语来强说自己的观点有理,令读者感到作者的咄咄逼人的口吻。高分组与低分组的论文中,这方面大多处理得不够妥当。
3.中介语特点。信念。在信念手段的使用上,高分组与低分组均出现了较高的使用频率(0·83vs·1·25),大大高于Chafe的统计数据(0·06)。[2]这与有关研究的统计发现是一致的:二语大学生在写作中往往过度使用诸如“Ithink”一类词块作为表达个人观点的态度标记语(stancemarker),中国英语大学生尤其喜欢使用诸如“Ithink”、“inmyopinion”等词语,超过国外二语大学生一倍,超过本族语者十几倍。[8]仔细分析学生样本后可以看出,论文中的“Ithink”等主要用于引导一种肯定的命题,表示出作者强烈的主观性,这显然有悖于前面所提到的学术追求科学客观性的实践。中国英语大学生这种高频率的使用倾向表现出了中介语的特征,可能与母语的影响有关。
四、教学启示
【关键字】结构可靠度 优化模型 MATLAB
1.结构可靠度
结构可靠度是对安全性和稳定度的定量描述，连接着结构的抗力及其作用、效应，它直接的决定了结构的安全指标和结构的抗衰老程度。结构可靠性分析，通常采用概率论与数理统计的方法将结构的可靠度或失效概率的值定量地表示出来。
2.1结构的功能要求
1）承载能力要求
正常施工和使用过程中，结构容易发生承载力不足的情况，承载能力要求就是要求结构不出现上述情况并能承受各种突发状况所产生的作用。
2）正常使用要求
在正常使用过程中，结构能够承受其中出现的各种作用时工作运转顺利同时避免对正常使用不利的或适应性不充分的情况。
3）整体性要求
结构容易发生火灾、爆炸、撞击等一些突发状况，当这些情况发生时或发生以后，要求结构能够不发生连续倒塌现象而保持建筑物整体的稳定性良好。
2.2结构功能函数
若基本变量 （ =1，2，…，n）为结构某一功能的影响因素。则对应此功能的结构功能函数如下式：
若结构功能只与两个变量有关：结构抗力R和荷载效应S。得到结构的功能函数为：
2.3结构的极限状态
结构极限状态是衡量建筑整体结构或结构单一构件性能可不可靠的标准，并是区别此性能使可靠还是不可靠状态的临界状态。
假设影响结构或构件性能的基本随机变量表示为 ，定义结构的工作状态情况，若以功能函数Z=g（x）的形式表示，那么，结构的安全状态可由功能函数值的符号反映：
当 >0时，表示结构为可靠状态；
当 =0时，表示结构为临界或极限状态；
当
2.4结构可靠度的分析方法
结构可靠度计算按研究对象可分为单一失效模式的可靠度计算和系统可靠度计算。单一失效模式按求解手段可分为采用数学近似方法的解析概率法和应用计算机技术的数值模拟法两种，系统可靠度计算主要分为点估计法和区间估计法。
可靠度近似计算方法的核心是得到可靠度优化设计中的验算点。通过处理一个优化问题来得到验算点的方法被学者们普遍采用。近似的解析概率方法包括一次方法（FORM）和二次方法（SORM），FORM应用最为普遍，主要有中心点发、一次二阶矩法、JC法、实用分析法、映射变换法等。结构可靠度分析的一次二阶矩方法得到了工程界的广泛应用。
2.结构可靠度优化设计模型
近年来，国内外很多学者广泛深入地研究了基于可靠度的结构优化设计理论与方法，其理论结构逐步发展和不断完善。随着科学技术发展水平的不断提高，结构可靠度优化设计理论与方法己被广泛应用于许多研究领域。基于可靠度的结构优化设计将对结构的可靠度分析与结构优化设计相组合，把对结构的可靠度要求加入到结构的优化模型中，在可靠度的基础上进行结构的优化设计。
从优化问题的三个因素（设计变量、目标函数和约束条件）入手，引入可靠度优化设计的数学模型。对于设计变量，可以使独立的确定性变量，也可以是不确定的概率分布参数的随机特征。比如可以取随机变量的均值或者标准差作为设计变量。可以取工程结构的费用或者重量作为目标函数，它一般情况下为设计变量的函数。对于可靠度优化设计，结构的可靠度既可以做目标函数也可以做约束函数，即在结构的费用或者重量作为约束条件下使得可靠度最大或者结构可靠度约束下使得结构的花费或者总重量最小。如果采用后者，即以结构的可靠度为约束条件进行结构的优化设计。因此，结构可靠度优化设计的数学模型如下：
其中：d是设计变量向量，x是随机变量向量，C是目标函数Gi是第 个功能函数， 表示结构失效， 是确定性约束，Pr是失效概率向量， 为许可失效概率，m为功能函数个数，M为总的约束个数（包括概率约束、确定性约束等）。确定性约束通常为设计变量的上下限，设计变量可以是独立的确定性变量，也可以是概率分布参数（例如随机变量的均值或者标准差）。
3.MATLAB程序
用程序来计算算法简洁明了，就结构可靠度程序设计而言，采用MATLAB编程语言，MATLAB是国际公认的IT行业应用软件，它是一种高层次的语言，具有科学和工程计算的优秀功能。MATLAB是一个可视化的计算机程序，其数值和符号计算效率高、图形处理功能完备、用户界面友善及自然而又接近数学表达式的语言。其矩阵运算功能强大，大大提高了编程效率，而MATLAB脚本式的语言比较容易掌握，MATLAB程序也是最简洁和最清晰的。在可靠度指标优化计算过程中，需要建立大量与概率、统计等方法相关的数值计算方法，而这些方法在MATLAB环境中均可很容易计算。MATLAB具有丰富的函数库，不需要去编辑繁琐的子程序，编程工作大大缩减，这样工程技术人员就不需要面对繁杂的程序代码，从而为编程工作带来了便利。采用MATLAB语言进行结构可靠度的数值计算，可以大大提高编程和计算的效率，若用Fortran、C语言等编程，语句繁琐，需要熟练掌握语言的算法和编程技巧，难度很大。而MATLAB语言可以避免这些繁琐的计算机编程，从而提高工作效率和解题质量。
4.结论
本论文回顾了可靠度分析和基于可靠度的优化设计在计算方法方面的进展，研究了如何提高计算效率和适应性，着重研究高效稳定的可靠度分析和基于可靠度的优化设计的算法。为了实现算法在实际下程中的应用，将结构优化设计理论、可靠度分析结合起来，完成与通用软件的集成，从而形成能够实施各种大型复杂结构的可靠度分析和优化的软件系统。
基于可靠度的结构优化相对于确定性的结构优化能够获得满足可靠度要求的结构最佳设计方案，能够正确的反映作用荷载以及一些参数的随机性，实现了算法与通用MATLAB软件的衔接。
1）采用MATLAB语言进行结构可靠度的数值计算，可充分发挥利用矩阵运算功能及各种工具箱的快速和便捷，从而大大提高编程和计算的效率。
2）对结构体系可靠度而言，通过MATLAB编程语言，以高效精确的算法实现复杂结构，避免很多重复性的劳动，解决了结构可靠度的分析问题。
5.展望
结构可靠度理论的研究虽然已经日趋完善，但是仍旧存在很多问题要我们去进一步研究，比如以下几个方面：
1）可靠度计算方法众多，难以形成一个成熟的理论，随机有限元，神经网络，复合形等，方法众多，差异极大，同时又都不成熟，所以把可靠度应用起来难度太大。
2）可靠度的优化计算，一般是从设置设计验算点的初始值开始，因此，初始值的设置很重要，如何合理设置初始值，减少计算时间，这也是需要进一步研究的问题。
【参考文献】
【1】运筹学，杨茂盛主编，陕西科技出版社。
【2】赵国藩，金伟良，贡金鑫，结构可靠度理论，北京：中国建筑工业出版社
【3】贡金鑫，工程结构可靠度计算方法，大连：大连理工大学出版
关键词：可靠度 地下结构 岩土参数概率特征
1.前言
地下结构和其它岩土工程一样，在整个设计过程中存在大量的不确定性。传统方法设计时用一个笼统的安全系数来考虑众多不确定性的影响。对各参数、变量都假定未定值。这就是常规的定值设计法。虽然以后对某些参数（如材料的强度）取值时也用数理统计方法找出其平均值或某个分位值，但未能考虑各参数的离散性对安全度的影响。所以安全系数法不能真正反映结构的安全储备。
60年代末期，数理统计和概率方法在结构设计中成功应用，鼓励和启发了隧道工作者寻求用概率方法研究地下工程中各种不确定性并估计他们的影响。进入70年代，可靠度分析方法扩大到更多的设计领域。但是，这种方法仍然受到一些岩土工作者的反对和质疑。原因在于岩土工程本身的机理比较复杂，有些问题还没有充分认识；岩土工程概率方法还处在发展阶段，不少概念还不很明确，计算方法也不够简便；一些人对概率论和方法不很熟悉。这些困难也促使一些岩土工作者潜心钻研，他们吸收地面结构概率分析成果，针对岩土和地下工程的特点开展专题攻关，虽未完全解决技术上的关键，也取得了可喜的成果。研究表明，概率和可靠度分析方法在不确定性越严重的问题中越能显示出活力来。
1992年，国家技术监督局《工程结构可靠度设计统一标准》，作为其它各类工程结构设计共同遵循的准则。铁路、公路、水利、港口等行业先后开展结构设计统一标准的编制工作。作为上述各类工程的重要组成部分的隧道及地下工程，采用概率极限状态设计也提到日程上来。一些技术难题有待继续攻克，实用化问题也要同时解决。目前，可靠度分析在地下工程中的应用正在经历由粗糙到精细，由简单到复杂再回到简单并进入实用这一过程。
2.岩土参数概率特征的研究
确定围岩的物理力学参数和原始应力状态时分析地下结构力学行为的先决条件。对于重要的大型结构（如水电站地下厂房等）通常要在周围地层钻孔取样并进行一系列试验以取得有关参数。交通用途隧道纵向长度比横向长度大得多，经过的围岩也化，通常按各类围岩的综合力学参数进行计算。引入可靠度后，必须考虑这些物性参数的概率特征。这方面的研究成果对地下结构可靠度分析至关重要。
2.1围岩分级判据的可靠性研究
一般隧道设计时都要现场确定该隧道所处的围岩类别。各种围岩分类法都有各自的一套标准。但由于标准本身常存在模糊性或不确定性，或者不同人对标准的理解和处理不尽相同，不同人对同一围岩的评价结果总体会趋于一致，具体还不会完全同一。围岩分类的随机性值得我们进一步研究。
我国在围岩分类和分级方面已有不少成果，可惜各部门还不统一。东北大学林韵梅教授等提出围岩稳定性动态分级法，李强提出模糊聚类分析法。在动态分析法中对分级判据的分布进行初步分析，应用数理统计方法对分级判据进行研究。在定义分级判据可靠性的函数上，用柯尔莫洛夫法对其分布规律进行检验。还提出了分级标准和分级方法的评价准则。
2.2地质资料的概率处理
对于大型地下工程和重点长大隧道都要进行比较细致的地质勘探。但要从有限的勘探资料中获得隧道全长或大型地下工程周边围岩的地质状况和有关参数，必然存在不确定性和偶然性。用概率法可减少误判的机率。例如长江科学院包承纲研究员等以概率方法处理水坝地基钻孔之间的地层分界线，取得更为合理的结果。
地层中常有一些异常地质点存在，如软弱夹层、空洞等。他们对地下工程施工和运营有很大影响。为此，首先要弄清楚它们出现的可能性、大概的位置及其性质，然后通过可靠度分析法去分析它们的影响。Bercher(1979)及Tang(1987)等都对某地区在给定钻孔布置与地质历史推断情况下，对异常地质出现的概率和统计特征做过估计，先给予一个不出现异常的先验概率，然后根据一系列钻孔资料按Bayesion 公式推得修正的不出现概率和联合分布。
2.3土性参数的随机场研究
据研究，土性参数变异系数可达0.29，比计算模型的不定性影响大得多。土性参数概率特征经历了两个阶段。早期研究建立在随机变量基础上。后期研究集中在随机场理论的应用上。
不难理解，岩土工程的性状是由某一空间范围内岩土的平均特征所控制。根据一个个试样求得的统计特征称为点特征。点特征与空间特性之间由一定的关系。空间平均特征的方差应小于点特征的方差。控制岩土工程可靠度的是土性参数的空间平均值方差而不是点方差。因此，土性参数的概率分析是一个随机场问题。对于空间分布的地层，由于沉积和埋藏等条件的联系，不同点之间虽有差别又有一定的相关性。这种相关性将随二点距离的增大而减弱。相关距离是岩土可靠度随机场研究中的一个重要参数。有关学者提出了相关距离的物理意义、集合意义及实际计算方法，提出了不同地层相关距离的年经验值。研究了不同统计方法的参数对可靠度分析的影响。
2.4岩体特性统计特征的研究有待加强
近几年由于土坡稳定、桩基承载力及地基承载力等方面可靠度分析实用化的需要，推动了土体概率特征的研究。而土性概率特征的研究成果又促进了上述几种典型工程实用可靠度分析。由于岩体的本构关系更为复杂，节理、裂隙、层状等对岩体特性影响更多，岩石地下工程计算模型不定性更为突出。对于众多不定性相互作用的岩石工程，更需要可靠度分析。国内勘察设计部门也积累过大量岩石资料，但用概率方法加以整理的参加横过较少。日本在这方面做过的工作值得重视。他们对各类围岩（如花岗岩、闪绿岩、砾岩、砂岩、泥岩等）的主要指标（如单轴抗压强度、压缩变形系数、抗剪强度、干密度等）的分布特征，均值及变异性以及相互关系等都做过分析整理，这些资料可供参考。
3.作用效应随机分析方法的成果
作用效应是可靠度分析中重要的综合随机变量，它占用很大的计算工作量。地下结构作用效应的定值分析方法不论是“荷载—结构”模式或“地层—结构”模式，目前大多采用有限元分析，考虑空间作用时还用三维有限元。对裂缝、节理发育的岩石地层主要有两种方法：
a.仍然利用连续介质力学理论，但要寻求反映不连续岩体特点的本构关系或把节理裂隙的力学性质作为附加条件加以考虑，然后求解；
b.应用块体理论，寻求关键块。利用量测到的位移信息反求地层的力学指标也是常用的方法。引入可靠度以后如何在上述各方法基础上进行随机分析时必须解决的问题。
3.1随机有限元的进展
有限元法在随机介质中的应用始于70年代初期。当时主要用于岩土理论与应力分析。其基本思路是采用蒙特卡洛模拟法。该法建立在大量确定性计算基础之上，费用较为昂贵。结构静力计算的随机有限元法70年代中期由瑞典的K.Handa首先提出，80年代末日本的Hisada和Nagagri等对随机有限元作了较为系统的研究。至此以后随机有限元理论朝着两个方向发展，一是基于摄动展开的有限元统计分析；另一是随机场的局部平均。具体的方法有：纽曼随机有限元法；随机有限元最大熵法；有限元一次二阶矩法；随机有限元响应面法；摄动随机有限元法等。上述各种方法各有其特点，有的理论上较为严密，但计算量大；有的较近似而计算简便。响应面法，摄动法及蒙特卡洛法在我国隧道可靠度分析中都已实际应用。
作为随机有限元的深入，有人还提出非线性随机有限元，但该理论正处于尝试中。采用目前流行的随机有限元通常只能确定荷载效应的某些数值特征，如均值、方差、相关矩等，难以确定荷载效应的概率分布及高阶矩，故还不能很好的满足可靠度分析的要求。蒙特卡洛法可求出概率分布，但计算量较大。成都电子科技大学张新培教授提出了改进的随机有限元法。该法以有限元为基础，利用荷载列阵与刚度矩阵各元素之间特征函数确定结构各单元荷载效应的特征函数，再根据特征函数与分布密度函数及数字特征的关系，求出荷载效应分布密度函数积极数字特征。此法概念简单，容易实行，较好地满足可靠度分析的要求。
3.2随机块体理论的提出和应用
块体理论是我国学者石根华和美国学者R.Goodman首先提出的岩体工程分析方法，为岩体洞室和边坡稳定分析开辟了新的途径，在国际上受到重视并得到日益广泛的应用。块体理论中关于岩体被不连续的空间平面切割成分离块体以及切割面上的力学参数c、Φ等都作为定值。由于实际岩体不连续面形成因素复杂，同一组不连续面的产状在一定范围内发生变化，连续空间平面切割成的变形状空间块体具有随机性。切割面力学参数也使随机变量。因此更适合概率分布。河海大学王保田、吴世伟提出的随机块体理论，用随机抽样法寻找可动块体的概率，并用一次二阶矩法求关键块的概率。二者结合可较好的解决已知结构面产状概型和力学性态是随机值的问题。南京航空专科学校的张广健等应用随机块体理论编制出计算程序，用以对隧道围岩稳定性进行可靠度分析，求得各类围岩的块体稳定可靠指标。所得结论与设计和施工经验基本一致。若能用现场实测数据统计分析，其结果将更能反映工程实际。
3.3三维随机边界元法的提出
地下结构的有限元分析特别是三维分析需要划分许多单元，计算机工作量和对计算机内存的要求都很大。特别对无限区域的课题，在一定范围内离散将忽略外方广大区域的影响而带来误差。因此人们的注意力又转到一些边界解法上，相应的边界单元法得到发展。隧道的边界元分析有其明显的优点，日益受到国内外重视。针对地下结构分析中参数都具有明显不确定性的特点，随机边界元法的研究和应用将对隧道可靠度分析起到新的推进作用。
武汉水利电力学院潘国宁等提出的三维随机边界法是将边界元计算过程作为函数转换过程，再参数取值时对函数过程做泰勒展开。通过边界计算得到应力和位移的均值；然后计算有关变量对参数的一阶导数和二阶导数在取均值时的值。最后考虑参数的变异性来分析计算结果的变异性。此法公式简洁，计算工作量小，对隧道分析有重要参考价值。
3.4围岩参数的随机反分析
由于围岩的物理力学指标不容易确定，现场取样试验或直接测试资料也只是得到点特性而不是我们所要求的围岩空间平均特性。因此，利用施工监测得到的位移信息反演求出围岩参数的方法在一定条件下能满足地下结构分析的要求。目前定值的反演分析比较成熟，已开发出很多程序可供应用。但是反演分析所依据的信息实际是带有一定离散性的随机变量，可靠度分析也要求反分析的结果能表示出概率特征。因此，随机反分析也逐渐受到重视。专门著作《反演理论》对反分析概率化有重要论述。同济、北方交大、西南交大岩土和地下工程专业的博士研究生的论文都曾涉及隧道随机反分析问题。目前采用的方法有传统的蒙特卡洛法、随机摄动法。
4.针对岩土工程特点的可靠度分析方法的新发展
《工程结构可靠度设计统一标准》在附录一中推荐用一次二阶矩法计算结构的可靠指标。同时指出对于变异系数很大、极限状态方程非线性程度很高等情况，宜用更精确的方法计算。岩土物性变异性比较大，常呈现一定的相关性，如内摩擦角与内聚力之间负相关，容重与压缩模量、内聚力等正相关。忽视这些相关性，会使计算结果出现误差。而一次二阶矩法是假定基本变量间是相互独立的。
目前针对相关性提出两种一次二阶矩的改进方法。一是将相关变量变为互不相关的变量，新变量的方差矩阵是由原变量标准化后的方差矩阵构成。另一方法是将极限状态方程的标准差展开后求得分离变量作为新变量的灵敏系数，在新的灵敏系数重反映与之相关的另一变量的影响。前法适用于多个相关的基本变量，后法只适用于两个相关变量。
对于非线性极限状态方程，用当量正态法有时计算误差过大，有时不易收敛。此时将蒙特卡洛模拟引入可靠度分析中，只要模型次数多就能得到精确的失效概率值。对于很小的失效概率需要很大的模拟次数。为节省机时，可从计算方法上改进。为避免概型拟和引入的误差，采用高阶矩发值得进一步探索。
对于一些判别准则易受人为因素影响的问题，也可将模糊数学方法引入可靠度分析中，发展成为模糊可靠度分析法。坑道稳定性位移判别的方法和准则就有很多主观和客观不确定性因素，坑道稳定性模糊概率分析法，把“坑道稳定性”作为一模糊随机事件，求其模糊概率，用模糊统计分析试验法结合专家综合评判来确定地下坑道周边位移与坑道稳定性的隶属函数，推导出坑道稳定性可靠度计算的一般表达式。
5.围绕《铁路隧道设计规范》的修订，隧道可靠性
铁路隧道在我国地下工程中占很大比例，第二层次的《铁路工程可靠度设计统一标准》也已。第三层次的铁路各专业设计规范可靠度设计修订工作已提上日程。针对人们对可靠度理论在隧道中的应用有怀疑态度甚至否定这一情况，铁道部先组织几批专家进行“以可靠性理论为基础修订铁路隧道设计规范的可行性研究”，得出可行的结论，并分别从“荷载—结构”模式、“地层—结构”模式和以工程类比为基础的经验设计模式等几个方面提出实现可靠度设计的途径和需要攻关研究的课题。该项研究经铁道部组织专家评审验收，人为结论正确，所建议的隧规改革目标明确，路径可行，可作为今后隧规改革的指导性文件。
为了使铁路隧道设计规范按可靠度设计加以修订这一难度较大的工作能逐步深入开展，铁道部主管部门已立项开展《按可靠度理论修改隧规的基础性研究》。研究内容包括围岩物性指标及深埋隧道围岩松动压力统计特征研究；浅埋隧道覆土荷载统计特征研究；明洞、棚洞填土荷载统计特征试验研究；衬砌混凝土偏压构件抗力计算方法及偏压强度统计特征研究；隧道衬砌几何特征研究等。由铁路各高校分别承担。铁路高校研究生论文选题也开始转向隧道可靠度设计这一领域。
与此同时，有关院校对人防工程按可靠度设计也提出过方法及若干建议。水电部门针对工程特点正对隧道工程的作用及作用效应进行统计参数整理。
关键词：路桥设计；分析
中图分类号：TU984 文献标识码：A
白彬 内蒙古阿拉善盟交通设计研究有限告诉
近年来我国经济快速发展，人们对出行的需求越来越多，由此也带动着我国交通事业的快速发展，私人汽车数量的不断增加。与此同时城市道路供给与运输需求的矛盾也日益尖锐，不少城市的道路桥梁已经很难满足日益增加的运输需求，出现超负荷疲劳运作的现象，加之部分车辆存在超载，道路桥梁病害问题时有发生。路桥病害的发生不仅缩短了其使用寿命，给国家和人民带来巨大的经济损失，还为交通运输安全埋下了隐患，近年来由于路桥坍塌造成的事故也时有发生。
1 桥梁结构设计的耐久性问题
许多设计人员理论水平欠缺,对设计理论的理解深度不够,设计时生硬的套取规范和采用标准图式,而忽视从结构体系结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性和耐久性。设计人员主观能动性表现欠缺,实践经验不足,本本主义思想较严重。用静态思维去解决不断进步发展的技术问题,桥梁在不同的环境和使用条件下和不同的设计对象都会对结构体系得出不同的布局和构造要求,规范再详细也不能代替应由设计人员解决的各种问题,规范更新再快也适应不了新技术、新材料、新工艺快速发展对结构设计提出的各种新要求,目前的设计可视为静态设计,过于偏重设计建成时期结构的工作和服务能力而对使用期实际的性能表现随时间的劣化缺乏足够的认识和考虑。从经济性上讲,考虑建造成本多,而忽视了营运的维护成本和与使用寿命相对应的成本效益,因此,合理可靠的结构设计除了满足规范要求外,还要求设计人员具有对结构本性的正确认识。
2 桥梁结构设计的可靠性问题
结构设计要解决的根本问题是:在安全适用与经济合理之间选择一种合理的平衡,力求以最经济的途径,使建造的结构满足下列各项预定功能要求:①正常施工和使用时,结构能承受可能出现的各种作用,在设计规定的偶然事件发生时和发生后,结构能够保持必需的整体稳定性;②在正常使用时,结构具有良好的工作性能,不会产生过大的裂缝和变形;③在正常维护下,结构具有足够的耐久性能,不会过早地发生破坏。在上述功能要求中,第一项关系到人身安全,因此称其为结构的安全性;第二项关系到结构的适用性;第三项关系到结构的耐久性。安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性。结构可靠性的数值度量用可靠度,其安全性的数值度量则用安全度。静态和瞬态动载作用下结构可靠性研究的重点是结构的安全问题,循环荷载作用下结构可靠性研究的重点通常是结构的耐久性问题。
桥梁可靠性设计研究内容是:在结构承受外荷载和结构抗力的统计特征已知的条件下,根据规定的目标可靠指标,选择结构(构件)截面几何参数,使结构在规定的时间内,在规定的条件下,保证其可靠性不低于预先给定的值。可靠性的数量描述一般用可靠性。我国对结构可靠性的研究只限于理论方面,且侧重于可靠性设计方面,对结构耐久性方面的研究,特别是对耐久性评估理论的研究还很落后。实际上对现有桥梁结构作出正确的可靠性评估,准确预测出其剩余寿命,才能保证结构在寿命延续期内的安全性,节省大量的维修加固资金。我国在桥梁设计过程中,存在着考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态不重视使用极限状态;重视桥梁结构的建造而忽视其检测和维护,使结构安全性存在不同程度的隐患和缺陷。近几年来,国内发生的几起大桥坍塌或局部破坏事故在很大程度上是由于构件疲劳损坏(如结构开裂、变形过大等)所导致,从而严重影响桥梁结构的承载能力和使用性能。为了保证桥梁安全运营、延长其使用寿命以及提高桥梁的安全性和耐久性,减少早期桥梁病害,从而节约后期桥梁的维修费用,因而对桥梁结构可靠性的研究非常必要和迫切。
3 桥梁结构可靠性设计
结构设计方法从可靠度理论来说,基本上可分为经验安全系数设计法和概率设计法两类。经验安全系数设计法,是将影响结构安全的各种参数按经验取值,一般用平均值或规范规定的标准值,并考虑这些参数可能的变异对结构安全性的影响,在荷载与强度计算中再取用安全系数x。概率设计法则是将影响结构安全的各种参数作为随机变量,用概率论和数理统计学来分析全部参数或部分参数,或者用可靠度分析结构在使用期限内满足基本功能要求的概率。当前的发展趋势是,结构设计正逐步由经验设计法向概率设计法转变。在目前阶段,按其发展进程国际上通常将基于可靠度的设计划分为3个水准,即水准I、水准Ⅱ和水准Ⅲ。
3.1水准I—半概率设计法
这一水准设计方法的特点是,虽然在荷载和材料强度上分别考虑了概率原则,然而,它把荷载和抗力分开考虑,而不是从结构构件的整体性出发考虑结构的可靠度,因而无法触及结构可靠度的核心—结构的失效概率,并且各分项安全系数主要依据工程经验确定,所以称其为半概率设计法。目前我国大部分现行公路桥梁结构和路面结构设计规范所采用的设计理论都属于这一水准。半概率设计法基本上分为如下3个步骤:① 按照概率取值原则确定极限状态函数中抗力变量值和荷载变量s的标准值;② 半概率地(根据工程实际经验)规定材料设计强度及设计荷载;③ 由材料设计强度值计算出截面抗力R,由设计荷载计算出荷载效应,并进行判断。
3.2 水准Ⅱ—近似概率设计法
这是目前在国际上已经进入实用阶段的概率设计法。它运用概率论和数理统计,对工程结构、构件或截面设计的“可靠概率”,做出较为近似的相对估计。我国《工程结构可靠度设计统一标(GB50153—2008)及《建筑结构设计统一标准》(GB50068—2001)《铁道工程结构可靠度设计统一标准》(GB50216—94)以及《公路工程结构设计统一标准》(GB/T50283-1999)等采用的以概率理论为基础的一次二阶矩极限状态设计方法就属于这一水准的设计方法。虽然这已经是一种概率方法,但是,由于在分析中忽略了或简化了基本变量随时间变化的关系;确定基本变量的分布时受现有信息量限制而具有相当的近似性;并且,为了简化设计计算,将一些复杂的非线性极限状态方程线性化,所以,它仍然只是一种近似的概率法。不过,在现阶段,它确实是一种处理结构可靠度的比较合理且可行的方法。本书第三章将对此予以详细讨论。
3.3 水准Ⅲ—全概率设计法,对结构采用较精确的概率分析
对各基本变量,如荷载、材料性能、几何尺寸、计算精度等分别采用随机变量或随机过程概率模型描述,求得结构的最优失效概率直接度量结构可靠性。由于对基本变量的客观规律了解不足,采用全概率法还存在一定困难。目前仅对某些特殊重要结构如核电站等采用全概率法进行研究分析。结构系统的可靠度分析,许多学者对此从不同角度进行了研究,提出了一些概念和方法。如结构可靠度分析的一阶矩概念及荷载为Ferry Borges Castanheta组合情况下的计算方法问题;利用系统系数,针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同,计算系统可靠度并进行结构设计的方法;利用蒙特卡洛(Monte-Carlo)法采用重要抽样技术计算结构系统的可靠度等,同时,一些学者还研究了系统可靠度界限的问题。总之,系统可靠度分析研究内容丰富,难度较大。
参考文献：
关键字：桥梁耐久性；桥梁安全性能检测；桥梁评估；桥梁加固
中图分类号：[TU997] 文献标识码：A
随着我国公路交通的迅速发展，据统计，至2008年底，我国的公路桥梁已经达到59.46万座。但年代已久的桥梁，因受当时的技术水平所限，当时的标准、设计，施工水平已经落后发展的需求，加上年代已久的桥梁缺乏有效的养护与维修，因此，不同程序存在一些损害或者桥梁承载力不足；近年新建设的桥梁，也暴露出种种问题，不实施加固则不能投入正常使用。
为提高我国公路桥梁的检测、评定、加固的技术水平，笔者对桥梁安全性能评定和加固作出研究。
一，评估桥梁的各种方法
在桥梁的运营及维护价段，对桥梁定期检测同时作出准确的评估，可对桥梁进行加固和维修，进而保证桥梁的耐久性。
目前对桥梁的耐久性评估方法如下：
①目测打分法
评估方法:分为（完好、良好）一类-五类（危险）共五个等级。
评估特色：仅限于有经验的技术人员，评估主观性强、依赖评定人员的经验与判断。
②分析检算法
评估方法：涉及桥梁调查、检测、检算、分析承载能力，评定荷载试验等各方面。
评估特色：目前系统、完整，通过简单的方法或简捷的理论公式得到承载能力的定量数值。
③荷载试验法
评估方法：对桥梁进行外观调查、粗略评定，再进行荷载试验。
评估特色：利用现场测试技术，可用于桥梁实际工作状态不明确的评价和研究，能弥补主观评价和分析计算方法的不足，进一步降低评价中的不确定性，成本高。
④专家经验评定法
评估方法：计算机模拟专家的知识、经验、水准对旧桥进行评估。
评估特色：设计、施工、管理均存在不确定因素，及未涉及因素
⑤基于可靠理论法
评估方法：可靠度方法从结构概率出发，以合适的荷载与抗力作为随机模型，通过结构抗力和负荷来评估可靠度。
评估特色：桥梁随时间变化，使用期不同，可靠概率也不相同。荷载的增加与桥梁结构的破损，桥梁系统可靠度时间逐渐缩小。近来认为，计算机系统失效概率和可靠度指标，均无法对承载能力进行准确评估。
⑥层次分析法
评估方法：评价模型与指标体系依靠它来建立。
评估特色：符合人们一般的定量与定性相结合的桥梁评估方法，然而存在一定缺陷和局限性。它仅仅只能在过往的方案中挑选，对方案粗略排序，无法创新新的思路，评估得出的结果主观成份较大。
⑦模糊综合评价法
评估方法：以模糊数学会概念基础，将一些边界不清、不易定量的因素定量化，进行综合评价。
评估特色：客观事物本身不明确，没有准确的分类界限，可以考虑该方法评估，它的解决事物的模糊性，算法本身应存在准确性产生矛盾，它的隶属性确定，参评人员主观上不确定性存在问题。
⑧灰色理论评价法
评估方法：将桥梁作作部份信息已知，部份信息未知，在无法用传统方式建模，信息量不足时，可用灰色系统评估。
评估特色：然信息不足够透明时，可以用该系统判断得出较准确的结果。
⑨模糊神经网络法
评估方法：使用模糊逻辑的推理机制与神经网络结构相结合，（视网神经与模糊系统相结合）。
评估特色：可靠性值得置疑，因它所决决定无法给出适当解适，它需学量样本，资料性多少，影响分析准确率。
二、我国桥梁评定现状
大型桥梁与中小型桥梁应当采取不同的办法，因其大桥梁可在桥中建立结构状态监测系统，可对桥梁各部份参数进行全面监测。中小型桥梁，数量多、范围广，只能对不定期的检测手段评估中小桥梁的承载能力。
目前国内外桥梁专家的研究成果，主要集中在中小桥梁，且仅对桥梁部份结构做单独评估，很少对大型桥梁作全面评估。单纯使用一种方法进行评估，无法确保评做结果的可靠性。
就目前研究已知结果，可知桥量发生事故，主要有两个原因：一个是自身因素，由于规程、规范、制度标准方面不完善，以至于在规划与设计、施工与管理等阶段都出现问题，乃至桥梁耐久度不够；另一个原因是外部的因素，包括周围环境变化、自然条件破坏、人为故事破坏，或操出现别的人为错误。
桥梁加固必须解决的问题。
（一）建立完善的设计理论，完善结构构造体系。
目前美国桥梁方面的规范，3至4年就会更新一次，我国却几乎多年不改。旧有的规范中，对风险估计不足，目前现有的问题没有得到修定；桥梁范围的适用范围也没有准确界定，目前的规范没有区分不同特点的桥，不同跨度的桥，种种问题没有针对性的说明。耐久性也不适合目前，单纯片面依靠过去的统计数据，没有深入研究现在的设施工程，更没有考虑未来桥梁需要的变化而作出长远规划，使得桥梁通常使用年限有限。
（二）提高施工水平、管理水平。
桥梁施工缺乏严格的施工监近代体系。
目前桥梁施工时偷工减料，使得混凝土达不到应有强度，钢筋的保护层也达不到规范要求，构件容易开裂；野蛮施工和管理腐败也是目前桥梁施工中经常出现的问题。
施工监控不到位，那么每个步骤都无法得到应知的预报，也无法得到有交往的示警。最后，施工的预报与实测值相差极大。
（三）防止车量超载。
车量超载严重时候，能造成立校桥严重破损，比如会出现板桥开裂]拱圈裂缝、桥面破损，这些都给桥梁带来毁灭性的损害，只好对桥量进行加固及重铺等改造，这些对桥梁的安全耐久性带来极大隐患。
（四）加需进行定期检测和运营维护。
我国的桥梁养护、维修、检测方面，目前太依赖工程师的判断，这些旧的常规管理方法科学、精准的评估，没有定期的检查，没有准确的检测记录……这些都给桥梁的评估又带来麻烦，由此形成恶性循环。
总 结：桥梁作为城市建设中重要的一个组成部份，它是城市交通的枢纽，目前，随着经济的快速发展，目前城市的桥梁材料和结构性能逐渐驱于老化、而且正均超负荷运转，在灾害条件中，这种反复荷载作用的疲劳与灾害条件下的易损怕将更加严重。对桥梁的检测评估标准与加因关键技术进行分析研究，能提出更新的评估与修复文法，它能提高城市桥梁结构的评估水平，减少维修和加固费用，由此满足城市道路交通日益增长的需求。
参考文献：
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[2] 张启伟.桥梁结构模型修正与损伤识别，同济大学博士学位论文，1999.3.
【关键词】钢筋；混凝土；施工质量
在进行钢筋混凝土结构设计时，一般原则是尽可能在经济合理的条件下保证结构的安全性、适用性、耐久性，三者称为结构的可靠性。结构在静态荷载和瞬态动载作用下，安全性问题是结构可靠性研究的重点问题，它直接关系到人身安全和经济效益，而结构在循环荷载作用下，耐久性问题结构是结构可靠性研究的重点问题。用来度量安全性的指标称为安全度，耐久性可以用使用年限来衡量，结构可靠性的数值度量用可靠度，因此，结构的可靠度比安全度具有更广泛的内涵和外延。
1 钢筋混凝土施工的可靠度
结构可靠度的定义对于施工期的钢筋混凝土结构也同样适用，但是也有区别，就施工期的钢筋混凝土结构而言，定义中规定的时间是指结构构件由设计方案的图纸变为真实结构的施工期，时间要远远短于设计基准期，规定的条件是指满足设计方案的要求，且能保证安全、可靠的正常施工，规定的“预定功能”是指钢筋混凝土结构在施工费用经济合理的条件下，能够保证施工过程的安全、可靠。由于结构可靠度定义在施工期的特殊涵义，根据结构在使用阶段承载能力的极限状态也可将施工期钢筋混凝土结构的极限状态区分为正常施工极限状态和承载能力极限状态，正常施工极限状态相应于施工期钢筋混凝土结构的正常施工要求，承载能力极限状态相应于施工期钢筋混凝土结构的安全性要求。钢筋混凝土结构正常施工的极限状态与正常使用的极限状态是完全不同的，施工期的时间短，但是施工荷载和结构抗力不可预见因素多，因此施工期结构承受的荷载及结构抗力的不确定性因素、统计规律、分布概率的模型是研究施工期钢筋混凝土结构可靠度的不可少的内容，但是这些统计规律要经过长时间、大规模的生产实际才能体现。对于施工期钢筋混凝土结构可靠度的计算模型和计算方法也是可靠度分析中重要的内容，模型与实际过程越接近，计算结果也就越精确，以往计算可靠度的方法对于施工期钢筋混凝土结构可靠度的计算也不再适用。
2 钢筋混凝土施工的常见质量问题
钢筋混凝土结构施工是高智商的脑力劳动和高强度的体力劳动相结合的过程，会涉及到设计、施工、监理多方面的设计技术人员，钢筋、混凝土、模板支架等各种施工材料，还有不同的施工机械，所以结构的施工阶段是一个很复杂的过程，可靠度失效的产生方式也是多方面的，一般说来，可将施工期结构失效的原因归结为结构抗力不足和施工荷载超载两个方面。
2.1 施工期的结构设计方案不合理，主要是因为在我国还缺乏这方面的规范和强制要求，国内的结构设计方案都是按照设计基准期来考虑，对于施工期的结构可靠度来说是不科学的。并且结构设计方案一般原则满足预定功能前提下，力求施工简单易行，经济合理，这在某种程度上会使设计者轻视施工期的结构设计方案，特别选定结构分析模型时在能够反映结构的真实工作情况，为计算简便要尽可能省掉次要细节，但是，施工期的结构模型要比设计基准期复杂得多，影响可靠度的因素也比较多，模型的简化使计算结果与实际情况相差甚远，其后果是很严重的。
2.2 设计荷载选取错误
钢筋混凝土结构设计是一项高智商的脑力劳动，设计的每一步都要认真谨慎的对待，特别是结构荷载种类很多而又有不同的规范，在选取时稍有疏忽，就可能漏项或选取的荷载不满足规范的要求，还有一些设计人员为了计算的简便随意的简化模型忽略掉了重要的荷载，这些都会对施工期钢筋混凝土结构的安全构成威胁。设计荷载的选取错误是设计阶段影响结构可靠度的主要因素，但是这些错误与设计工作者的自身素质有关，可以避免。
2.3 计算错误
在以前计算机没有现在这么发达的时候，结构计算式非常复杂的计算错误不可避免，但是随着科技的发展，各种结构设计软件的兴起，只要模型、参数选取正确，计算错误可以避免。
2.4 施工图错误
钢筋混凝土结构施工的主要依据是施工图，如果绘制施工图时出现错误，也可能由施工技术人员对施工图的理解出现歧义，那么所建造的结构就不具有设计规定的目标可靠度，极易在施工期间引发工程的质量安全事故。
2.5 未按规范要求施工
规范中对钢筋混凝土施工中钢筋绑扎、混凝土的配比、混凝土浇筑振捣、混凝土工程成品养护等流程均有相应规定。若不按规范要求施工极易造成混凝土工程质量安全问题。
3 钢筋混凝土结构问题的解决措施
3.1 科学配制混凝土是保证质量的先决条件
3.1.1 混凝土施工配合比的换算
试验室所确定的配合比，其各级骨科不含有超逊径颗粒，且以饱和面干状态，但施工时，各级骨科中常含有一定量超逊径颗粒，而且其含水量常超过饱和面干状态。因此应根据实测骨科超逊径含量及砂石表面含水率，将试验室配合比换算为施工配合比。其目的在于准确的实现试验室配合比，而不是改变试验室配合比。调整量 =（该级超径量与逊径量之和）－（次一级超径量＋上一级逊径量）
3.1.2 混凝土施工配合比的调整
试验室所确定的混凝土配合比，其和易性不一定能与实际施工条件完全适合，或当施工设备、运输方法或运输距离，施工气候等条件发生变化时，所要求的混凝土坍落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求，需将混凝土含水率及用水量做适当调整（保持水灰比不变）。
3.1.3 混凝土外加剂适量添加
根据施工环境适量在拌制混凝土过程中掺入用以改善混凝土拌合物和易性能及耐久性等性能、调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，掺量一般不大于水泥质量的5%。
3.2 和易性是决定混凝土质量的主要因素
和易性是混凝土和物的流动性，粘聚性，保水性等多种性能的综合表述。当混凝土拌和和易性不良时，则混凝土可能振捣不实或发生离析现象，产生质量缺陷。混凝土的和易性良好，混凝土质量，通常一些人配制混凝土选用低水量、低坍落度，强调以振实工艺来保障混凝土质量，其实这样易产生蜂窝，孔洞等质量缺陷，实践表明，和易性良好的混凝土才便于振实，且应具有大些的流动性或可塑性，以利于浇筑振实，且应具有较好的粘聚性和保水性，以免产生离析，泌水现象，现在通过掺高效减水剂来提高混凝土的和易性。
3.3 混凝土浇筑振捣过程、成品养护是混凝土质量控制的主要环节
混凝土配合比设计、原材料的质量、配料准确、搅拌均匀运输，浇筑振实成型，养护等整个施工环节中，浇筑振实成型是主要的环节。在混凝土浇筑成型时，由于没有振实所产生的外观上的气孔、麻面、蜂窝、孔洞、裂隙等质量问题，易引起重视，但由于振捣不良，所产生的内部蜂窝、孔洞所导致的内在质量问题，人们容易忽视。而混凝土内在质量缺陷，同样引起混凝土结构物的破坏。所以，混凝土振捣应引起施工人员（特别是混凝土振捣工）足够重视，质检员应采取相应的有效措施，使混凝土振捣良好。
3.5 预防混凝土缺陷的发生是质量控制的重点
混凝土工程质量的好坏，是由设计人员、监理人员和施工人员共同努力的结果。混凝土质量的好坏，除外观上的蜂窝、麻面、缺陷外，主要是混凝土强度能否达到要求，当混凝土强度达不到工程要求时，监理人员只能要求拆毁重作，而确定混凝土强度常是在混凝土浇筑后第28 天进行，并得出结论。在大体积混凝土中所产生的裂缝，大多数属于温度中裂缝，其中表面裂缝又占绝大多数，混凝土结构及构件产生裂缝是一种常见的质量通病，要进行事先控制，才能保证施工顺利进行。
参考文献
[1]贡金鑫，魏巍巍. 工程结构可靠性设计原理[M]. 北京：机械工业出版社，2007.
会议收到论文报告58篇并印发了文集，有140人参加会议，在第一天的大会和第二天的分组会上分别有17位和26位专家作了报告，另外还安排了半天时间进行自由发言和讨论。会议气氛热烈，取得了预期的效果，不同观点之间也进行了较为充分的交流。
鉴于这一会议的论坛性质，以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳，提交与会专家考虑并审议。
结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用（维护、检测）有关，而这些又与土建工程法规和技术标准（规范、规程、条例等）的合理设置及运用相关联。
1．我国结构设计规范的安全设置水准
对结构工程的设计来说，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准，总体上要比国外同类规范低得多。
1.1构件承载能力的安全设置水准
与结构构件安全水准关系最大的二个因素是：1）规范规定结构需要承受多大的荷载（荷载标准值），比如同样是办公楼，我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤)，而美、英则为240和250公斤；2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小，前者是计算确定荷载对结构构件的作用时，将荷载标准值加以放大的一个系数，后者是计算确定结构构件固有的承载能力时，将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数，体现了安全储备的需要；而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数，体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载（如结构自重）的分项系数分别为1.4和1.2，而美国则分别为1.7和1.4，英国1.6和1.4；这样根据我国规范设计办公楼时，所依据的楼层设计荷载（荷载标准值与荷载分项系数的乘积）值大约只有英美的52%（考虑人员和设施等活载）和85%（对结构自重等恒载），而设计时?菀匀范ü辜芄怀惺芎稍氐哪芰Γㄓ氩牧锨慷确窒钕凳泄兀┤匆扔⒚拦娣陡叱龅?0~15%，二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范，就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾，至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是，在其他建筑物的活荷载标准值上，与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同，比如钢结构的差距可能相对小些。
公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似，除车载标准外，荷载分项安全系数（我国规范对车载取1.4，比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%）与材料强度分项安全系数均规定较低。
尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低，但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的，这里的问题主要在于设计墨守陈规，在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。
1.2结构的整体牢固性
除了结构构件要有足够承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件，一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏，竟导致整栋楼的连续倒塌，也是房屋设计牢固性不足的表现。
1.3结构的耐久安全性
我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。
混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害，所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求，如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级，都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高结构构件承载能力的安全设置水准，在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。
2．调整结构安全设置水准的不同见解
我国结构设计规范的安全设置水准较低，与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是，能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求，而且业已历经了较长时间的考验，这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全储备较低，抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准，主要是基于客观形势的变化，是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础，要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要，有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论，在如何调整的问题上存在较大的意见分歧，这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解：
1）认为我国现行规范的安全设置水准是足够的，并已为长期实践所证明，而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉，在安全度上不能跟着英美的高标准走；安全度高了是浪费，除个别需调整外，总体上不必变动。
2）认为我国规范的安全度设置水准尽管不高，但在全面遵守标准规范有关规定，即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下，据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用，表明这些规范规定的水准仍然适用；但是理想的“三正常”很难做到，同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要，在物质供应条件业已改善的市场经济条件下，结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度，因为我国目前尚属发展中国家。
3）认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近，需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高，土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重，而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程（特别是建筑工程）造价中所占的比重现在已愈来愈低，材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要，但决不是没有风险，如果规范的安全水准较高，曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的，而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务，安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认，即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样，由于我们的施工质量总体较差，结构的安全性依然会有差距。
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（湖北省长江产业投资集团有限公司，武汉430060）
摘要院本章基于情景分析法，对震后交通需求进行了初步分析，提出道路网络防灾评价指标，构建了城市道路防灾规划基本流程，提出了道路防灾等级概念，为城市道路网络的抗震防灾规划提供了新的视角和可行方法。
关键词 院道路；防灾；规划
中图分类号院TU984 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2015）27-0152-02
0 引言
城市道路系统是城市抗震救灾系统的重要组成部分，震后应急救援活动都依赖道路系统的正常运行。由于道路系统本身也受到地震的损害，如何增强道路系统的抗震性能，从而满足震后交通需求，保证灾区救灾、救护和物资运输的高效性，是一个十分重要的课题。
1 道路系统防灾评价指标
地震往往造成道路通行能力下降，甚至完全阻塞。因此，路段是否连通是评价路网抗震防灾性能的主要指标，也即路段通行是否安全。而在地震应急救援中，救援车辆的路径选择不仅考虑路段是否连通，也十分关注路段的通行效率。因此，路网的抗震防灾评价需要综合考虑安全性和效率性。安全性是目前评价震后道路性能最常用的指标，此类指标主要是震前对道路防灾条件进行评估。效率性主要考虑地震救援过程中的时间。由于震后道路缩减可能导致道路通行能力下降，假定交通量不变，路段的饱和度必然提高，从而使得旅行时间延滞。因此，震后救通兼顾安全和效率，才能充分发挥道路防灾的功能。过去地震防灾的焦点是根据道路易损性评估震后道路的连通概率，给出路网的薄弱环节，而较少考虑地震发生时的实际交通需求。本章以单一路段为基本单元，综合考虑安全和效率指标，基于震时交通需求，分别考虑路段完好、部分阻塞和完全阻塞情况下的震后交通服务性能，给出合理的路网抗震性能评价。
2 基于震后交通需求的防灾路网
根据震后交通活动的特点和优先级，本文将震后应急救援的交通需求归纳为市政抢修、物资供应、消防救火、医疗救护等四类。基于用户均衡分配理论，将震后救援活动的交通需求分配到路段上，得出路段的使用次数和路段交通量，进而得出基于防灾性能的路段重要性。同时根据城市重要设施点、救援点的层次性，根据震后交通服务要求（如路网的连通可靠性、救援效率性和服务覆盖性等），得出城市道路网络防灾规划的总体框架，从而为道路防灾设施的建设提供了依据，如图1 所示。
3 道路系统防灾规划
对于具体城市来说，城市重要设施和防救灾据点是已定的，城市本身的防救灾空间系统的层次性也是划分好的。防灾系统的层次性越高，其防灾功能越强。因此，在一定的地震作用和道路投资约束下，首先要保证连接最高层次防灾系统的道路保持畅通，其次保证连接较低层次防灾系统的道路畅通，依次类推。因此，在进行道路防灾规划时，首先进行城市其它防灾空间系统的层次划分，然后通过道路系统连接这些设施点，进行路网性能评价和道路防灾等级划分。
同时，在城市道路防灾规划时，如何判断基于防灾功能的路段重要度是一个很困难的问题。已有的研究仅仅从路网的连通可靠度的角度来评判路段的重要度，难以反映路段防灾功能的重要度。本文根据震后交通需求特点，计算了震后交通需求的空间分布，得到震后路段的救通量和路段使用次数，并根据震后救援效率得到路段的重要度指标。因此，城市道路网络防灾规划的思路是：首先根据城市现有重大设施和其它防灾空间系统的层次性，确定道路防灾功能的层次性；其次是基于震后交通需求特点，计算震后路段的交通量和路段的重要度指标，作为第二层次的指标。则城市道路的防灾等级计算如下：
RI=琢Ra+茁Rc （1）
式中，RI 为道路的防灾等级，初步分为高、中、普通、低四个等级；Ra 为基于震后救援效率的路段重要度；Rc 为路段的层次性，由路段连接的城市防救灾系统的层次性决定，一般按照防灾规模、防灾功能等划分为十分重要、重要、一般等级别；琢，茁为相应的指标权重，琢+茁=1。
根据城市道路的防灾等级，可以初步给出不同地震烈度下，需要保证的道路通行能力，以保证城市震后尽快恢复运转。
本文以某市路网为例，运用GIS 系统，分层给出消防队、医院、市政抢修公司和物资供应站等特殊设施的位置；同时将道路划分为主干路、次干路和支路，给出路段编号、节点编号和路段长度等。按照城市地理区位、行政区划和人口密度等，将城市路网划分为15 个交通小区，如图2 所示。根据震后交通服务性能要求，基于连通可靠度、行程时间可靠度等指标，采用Dijkstra 演算法寻找震后救灾活动的最短路径，找出震后路网关键路段和薄弱环节。
以震后消防救援为例，当地震作用下，消防车辆难以通行的路段，称为该路段完全阻塞。根据路网完好状态下的路段消防交通量排序，假定249 号路段为完全阻塞。计算表明，249 号路段的完全阻塞导致路网交通量的分布发生了变化，消防车辆到达各着火点的最小行程时间也发生了变化。表1 给出路网状态完好与路段完全阻塞下的最佳救援点和最小行程时间。通过累计震后消防队与交通小区的最小行程时间，可以得出249 号路段对震后消防救火效率的影响程度为（75原68）/68越0.1029。同样道理，可以求出每个路段阻塞造成的消防救火效率的延误程度，从而得出基于震后消防活动的路段重要度排序。图3 为基于路段阻塞的消防救火最佳路线分布示意图。
综合分析上述四类震后救灾活动可以发现，基于不同的应急救援活动，其路段重要度的排序是不同的，上述研究结论为各个职能部门的路网抗震防灾性能改造提供了思路。地震发生后，上述四类应急救援需求可能会同时产生，并相互之间影响。因此，综合考虑震后四类救通需求特点，评价路段对于震后应急救援效率的影响，找出应急救援中的关键路段，对于城市抗震防灾规划具有更加实际的意义。
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