基于随机场理论的长土质边坡三维稳定可靠性分析

发布时间：2020-02-08 14:05

【摘要】：边坡工程设计所面临的主要问题是土性参数具有很大的不确定性，即使是在比较均匀的土层里，不同点之间的土壤特性也会存在一定的差异。对于土体的这种不确定性，采用可靠度理论进行分析比传统的定值分析方法更为合理。实际工程中，，在对路堤、大坝及防洪堤等长线性边坡进行可靠性评估时，通常采用二维极限平衡法对其中一个典型的横截面进行边坡稳定可靠度计算。然而，这种方法忽略了边坡端部效应以及沿边坡长度方向土壤特性的变异性，显然与实际三维边坡失稳不符。 针对上述问题，本文基于可靠性分析理论和土体随机场理论，进行了长土质边坡三维稳定可靠性研究，并采用MATLAB软件编制了基于简化毕肖普法的可靠度分析程序，分别计算了长土质边坡二维和三维安全系数及失效概率，探讨了边坡三维可靠度与土性参数变异性、土体相关距离、临界滑坡宽度以及边坡总长度的关系，得出了在边坡安全系数相同情况下，边坡土体参数对边坡三维可靠度的影响规律。 本文分析得到的主要结论有：边坡三维安全系数大于二维安全系数，三维可靠指标大于二维横截面可靠指标，当土体粘聚力和内摩擦角的变异系数增大时，边坡可靠指标会逐渐减小；土体水平相关距离不变时，边坡三维可靠指标与滑坡宽度关系为一凹曲线，即存在一个临界滑坡宽度使其对应的可靠指标最小；临界滑坡宽度固定时，边坡总长度越大，边坡“系统可靠度”越低，边坡整体失效概率与边坡总长度近似呈线性增长关系。
【图文】：

具有理论和概念上的意义，事实上绝不可能有足全概率分布，而随机场的几个关键性质——齐次可使分析者更有效地利用所获得的有限数量的数统计参数。实际应用时，随机场的齐次性、各向满足，通常定义在弱的或有限的意义上。提出的土性剖面的随机场模型要求所测得的数据，工程中实验数据是个别点的测量值，如果要用映周围土体性质，则要求所采用的数据具有各态分布具有平稳性和各态历经性是随机场理论应用参数沿边坡轴向的变化可简化为图 2.1 所示的随

图 3.1 样本点分布图Fig 3.1 The distribution of sample points强[42]等对搜集到的 300 多个土层（主要为砂性土和粘性土）的 CPT 资算，得到土体在垂直方向的相关距离一般在 0.1~2.00 m 之间，绝大部.2 m 之间，各土层垂直相关距离分布范围见表 3.1 。表 3.1 垂直相关距离分布范围Table3.1 The distribution scope of vertical correlation distance类 样本数量/个 分布范围/ m 平均值性土 142 0.10~1.00 0.302性土 113 0.10~1.80 0.587土 54 0.20~2.00 0.658文在分层计算土体水平相关距离时，取分层高度为 0.5 米，即将每个
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU43

【参考文献】

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1 吴应祥;刘东升;宋强辉;;基于ANSYS概率设计系统的边坡稳定概率分析[J];地下空间与工程学报;2008年06期

2 白顺果,张鸿儒,黄春霞;考虑土性参数空间变异性的地基承载力可靠性分析[J];北方交通大学学报;2004年01期

3 庞小朝,周小文,温庆博,介玉新;随机场的模拟及其在堤坡可靠性分析中的应用[J];长江科学院院报;2002年04期

4 颜永国;陈健;;基于条分模式的边坡可靠度近似计算方法[J];防灾减灾工程学报;2010年03期

5 谭晓慧,王建国,刘新荣,吴潇;土性相关距离计算方法的分析探讨[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2004年11期

6 陈耀光,马骥,张东刚,高文生;地基承载力土性参数的概率统计分析[J];建筑科学;2000年02期

7 李小勇,谢康和,虞颜;土性指标相关距离性状的研究[J];土木工程学报;2003年08期

8 程强,罗书学,彭雄志;相关距离与土性参数的关系及计算方法[J];西南交通大学学报;2000年05期

9 张均锋;三维简化Janbu法分析边坡稳定性的扩展[J];岩石力学与工程学报;2004年17期

10 张均锋,丁桦;边坡稳定性分析的三维极限平衡法及应用[J];岩石力学与工程学报;2005年03期

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1 朱红霞;随机场理论在地基可靠度分析中的应用研究[D];天津大学;2008年

本文编号：2577526