基于隨機響應面法的邊坡穩(wěn)定性可靠度及其敏感性分析.pdf

1、邊坡工程在設(shè)計施工和防治過程中其賦存環(huán)境和材料參數(shù)等存在諸多不確定性。為了考慮各種不確定性因素對邊坡穩(wěn)定性的影響，有必要開展邊坡穩(wěn)定性可靠度及其敏感性分析，為邊坡工程風險評價及控制管理提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。鑒于傳統(tǒng)的單一安全系數(shù)評價方法無法考慮諸多不確定性對邊坡穩(wěn)定性的影響，為科學合理的對邊坡穩(wěn)定性進行綜合評價，結(jié)合邊坡數(shù)值分析和可靠度分析等理論及方法，以失效概率和可靠度指標為安全評價指標，從邊坡穩(wěn)定、變形和系統(tǒng)可靠度等方面對邊坡穩(wěn)定

2、性可靠度進行多維度分析評估，并探討了邊坡材料力學參數(shù)相關(guān)性及變異性對邊坡可靠度的影響規(guī)律。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)結(jié)合拉丁超立方抽樣(Latin Hypercube Sampling，LHS)和Nataf變換，建立了基于多項式混沌展開(Polynomial Chaos Expansion，PCE)的邊坡可靠度隨機響應面法分析模型，分析了三層巖土邊坡和含軟弱結(jié)構(gòu)面巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定可靠度問題?；赑CE的隨機響應面法可充分利用現(xiàn)有數(shù)

3、值分析軟件，且能夠有效提高計算效率并滿足計算精度。采用隨機響應面法研究了巖土體抗剪強度參數(shù)相關(guān)性對邊坡可靠度的影響，并對比分析了常見的抽樣配點方法對邊坡隨機響應面的抽樣計算效果。
　　(2)在總結(jié)巖質(zhì)邊坡最大允許變形量確定方法的基礎(chǔ)上，采用基于PCE的隨機響應面法對含軟弱結(jié)構(gòu)面巖質(zhì)邊坡進行了變形可靠度分析，研究了邊坡變形失效概率與最大允許變形量取值之間的數(shù)學關(guān)系以及隨機輸入?yún)?shù)變異性對邊坡變形可靠度的影響規(guī)律。
　　(3)考

4、慮邊坡多個潛在失效模式之間的相關(guān)性，建立了基于隨機響應面法和條件概率的邊坡系統(tǒng)可靠度分析模型，對含軟弱結(jié)構(gòu)面巖質(zhì)邊坡進行了系統(tǒng)穩(wěn)定和變形可靠度分析。結(jié)果表明本文所提方法可獲得更準確的邊坡系統(tǒng)可靠度計算結(jié)果，采用考慮多失效模式相關(guān)的條件概率方法所得邊坡系統(tǒng)失效概率比僅考慮單一失效模式所得失效概率結(jié)果偏大。
　　(4)提出了基于隨機響應面法和JC法的邊坡可靠度敏感性分析方法。在采用隨機響應面法獲得邊坡功能函數(shù)近似顯式表達式的基礎(chǔ)上，結(jié)