深基坑隆起破坏的模糊可靠度分析

介绍了深基坑隆起破坏稳定性分析的极限状态方程，根据工程实际情况，进行了力学参数实验和数据统计处理，计算了深基坑隆起失稳的模糊破坏概率和模糊可靠度，结果说明，模糊可靠度能够反映深基坑的实际稳定状况。     

基于组合赋权和灰色TOPSIS方法的岩体质量评价

目前各种岩体质量评价方法考虑的因素及其评分标准不统一,导致岩体质量评价存在一定的局限性。通过采用灰色系统理论改进传统TOPSIS法在多指标综合评价中的不足,提出一种基于组合赋权和灰色逼近理想解排序(TOPSIS)的岩体质量评价方法。根据岩石性质选取8项评价指标,建立了符合工程实际的评价指标体系,并依据信息熵原理对各项评价指标进行主客观组合赋权,克服了传统单一赋权方法的缺陷,保证了指标权重的客观性。最后探讨了提出方法在水布垭地下厂房围岩质量评价中的应用。结果表明:本文提出方法相比于可拓物元法、模糊可变集法和分形插值评价方法,评价结果是准确可靠的,操作简单,计算精度高,较好解决了岩体工程中的实际问题,亦可推广应用于其他水利工程的评价中。     

有复杂性极限状态方程的岩土工程可靠度分析

分析了岩土工程可靠度问题中极限状态方程的特点,基于可靠度指标(设计验算点)的几何意义、蒙特卡罗(Monte Carlo Method)模拟法和最优化思想,提出了一种计算有复杂性极限状态方程的岩土工程可靠度的方法。     

高铁单线路基循环累积变形分析方法及其可靠度分析

 极限状态设计方法是我国铁路工程走向国际的重要步骤,而路基循环累积变形是设计中控制标准之一。基于永久应变经验公式,提出列车荷载作用下路基循环累积变形的预测模型,通过1∶1路基模型试验验证了该预测模型的适用性。在此基础上,引入动应力及路基填料参数的变异性,建立路基循环累积变形的极限状态方程,并根据武广线现场实测数据确定路基面动应力幅值的变异系数。通过可靠度指标对计算参数变异系数的敏感性进行分析,分析动应力及填料参数的变异性等控制因素的影响作用,并确定了变异程度控制范围作为实际工程中的控制标准。可靠度分析的方法考虑了荷载及填料参数的不确定性因素,使得理论预测更加接近工程实际。     

基于蒙特卡罗法的加筋土坡稳定可靠度分析

采用可靠度分析的蒙特卡罗法 ,建立了加筋土边坡稳定极限状态方程 ,对其可靠度进行了分析 ,并结合工程事例 ,讨论了土性参数的均值和变异系数对可靠度指标的不同影响 ,指出可靠指标度量加筋土边坡稳定性更合理。     

基于瑞典条分法的滑坡稳定性可靠度分析

以滑坡稳定分析的瑞典条分法为基础,引入可靠性分析方法(JC法),建立了滑坡稳定性分析的可靠度极限状态方程,并推导了塑性极限分析条分法可靠度计算公式,所得的可靠度指标β和失效概率的计算结果具有概率的意义,可以避免安全系数使用过程中的绝对化。     

具有高次非线性和复杂性功能函数的岩土工程可靠度分析

 应用可靠度计算的改进JC 法, 以岩体Hoek2Brown 强度准则为例, 针对极限状态方程的高次非线性和复杂性,分别采用变量代换法、Monte2Carlo 法、复合函数求导法和引用有理多项式技术计算三维岩体强度准则的可靠指标β。结果表明, 岩土工程可靠度计算中引入有理多项式技术的方法优于其他方法, 而且便于编制通用的可靠度计算程序。     

Rosenblueth方法在软破围岩锚喷支护系统评价中的应用

软破岩的特点是成分复杂 ,裂隙发育 ,含有膨胀性矿物。在软破岩中的巷道围岩的地压是变形压力 ,它首先表现为侧壁岩体鼓胀成楔形被挤出。这种现象与Rabcewicz提出的软岩剪切滑移理论基本吻合。对这类围岩最为有效的支护形式是锚喷支护 ,由于软破岩的特点和复杂性 ,其本身和锚喷支护结构的力学参数和失效机理存在不确定性。对这类地下结构的稳定性分析时最为合适的是采用能考虑不确定性的可靠度方法。在建立可靠度方程时 ,按照该类岩体的地压特点 ,将承载结构分成两个子结构 ,根据子结构变形特点和受力条件建立结构总体极限状态方程。由于总体极限状态方程是在圆形巷道的基础上建立的 ,因此在文中还给出了一般形状巷道转化为等代圆形巷道时其半径的四种计算方法。最后给出了一个工程算例。     

基桩低应变法检测合格率的可靠度分析

针对检测规范中基桩质量抽检规定的不完全合理性,引入了检测合格率的可靠度指标评估基桩质量。基于贝叶斯理论建立基桩检测合格率的概率分布模型及可靠度的极限状态方程,并通过海明贴近度利用历史检测数据,使得对基桩质量评估较目前检测规范规定更加科学合理。     

基于WUS概率密度权重法的边坡稳定系统可靠度分析

复杂边坡工程中由于边坡土体分层或土体参数的不确定性等因素,边坡失稳往往会发生在多个潜在失稳滑面,因此,采用单一临界确定性滑面或临界概率滑面对边坡系统可靠度进行分析会极大低估其失效概率。运用WUS(WeightedUniformSimulation)方法对边坡系统可靠度进行了概率分析,运用4个多层边坡算例演示WUS对于边坡系统可靠度分析的良好适用性。分析结果表明,该方法对高维、隐式极限状态方程下的多层土边坡问题分析精度较高的同时,可极大减少边坡模型计算样本数,例如,对于边坡可靠度分析MCS通常需要104以上的样本量,而WUS仅需500组左右即可满足精度要求。通过对原始WUS算法的修正,在样本量足够的情况下,修正WUS法能更加高效计算得到复杂边坡系统失效概率,并且可以自动摒弃冗余失效模式而得到较为准确的多失效模式所对应的多组可靠度参数设计点,即MPP(Most Probable Failure Point),进而高效识别出多层土复杂边坡的代表性滑动面,为边坡安全及失稳灾害防治提供重要的参考价值。     

岩体物理力学参数取值方法研究

对目前常用的求取岩体物理力学参数的试验法、经验分类法、综合法等方法作了简要的总结介绍，并作出有关评价，在合理确定岩体力学参数的基础上保证岩体工程的可靠性。     

岩体地下结构围岩稳定非概率可靠性的凸集合模型分析方法

在岩体地下结构围岩稳定可靠性分析中,由于岩体的物理力学参数本身的特点,通常只能在岩体分类的基础上给出其变化的区间,要得到其概率密度分布函数和隶属函数是非常困难的。采用传统的统计概率和模糊概率模型得出的概率结论只具有理论上的意义。针对岩体地下结构围岩的特点,引进非概率的可靠性分析方法,采用凸集合模型描述基本参数的不确定性,将结构功能函数转化为仿射函数,对于给出了设计安全域的地下结构,利用仿射函数在凸集合域上求得响应输出区间,通过比较设计安全域和响应区间,确定其可靠性;对于没有明确给出设计安全域的结构,通过分析功能函数在凸集合模型上的均值与离差关系,给出其可靠性度量的非概率指标。在非概率凸集合模型分析方法中不必拟合概率密度函数和隶属函数,所需信息量少、准确度高,实例分析展示了凸集合模型分析方法的实用性。     

基于三维裂隙网络的RQD尺寸效应与空间效应的研究

 岩石质量指标(RQD)是岩土工程与地质工程中的重要概念,在岩体性质分析中起到了重要作用,但RQD存在着明显的尺寸效应与空间效应,这在以后岩体工程设计计算中并没有引起充分的重视。为研究RQD的空间效应,采用三维裂隙网络模拟方法模拟现场真实岩体,并在模型中设立大量测线获取岩体中不同位置的RQD值。结果表明,岩体中不同位置的RQD值并不相同,存在明显的空间效应。为获取可整体代表岩体好坏程度的RQD值,需在大量RQD样本的基础上进行分析。另外,为更好地体现岩体的非均质性,研究不同阈值下的RQD范围,最终确定可充分反映待分析岩体的最佳阈值,为4 m。尺寸效应是RQD参数的重要性质,通过改变测线长度的方法探讨RQD在不同尺度下的变化情况。总结、提出RQD的计算模型与公式,即：A-A模型、T-T模型、A-A-S模型、Priest-Hudson公式与Senz-Kazi公式。分别研究与对比不同模型下RQD的尺寸效应,结果表明,采用A-A-S模型可充分减少尺寸效应带来的RQD的计算误差;当阈值较大时,Priest-Hudson公式与Senz-Kazi公式存在一定的误差,基于三维裂隙网络模拟的方法进行RQD的计算将会更为准确。     

锚固围岩流变特性与隧道衬砌压力演化规律研究

安装锚杆是解决软岩隧道大变形的有效手段之一。为进一步探讨锚杆对隧道的支护效用,本文基于Burgers模型,建立了可描述锚固岩体流变特征的宏观力学模型。以围岩-锚杆耦合模型为基础,推导了在锚杆支护作用下隧道位移和衬砌压力的解析解。并利用数值模拟,验证了理论解答的可靠性。通过对锚杆参数的分析表明:锚杆的安装能有效地减小由于围岩流变导致的作用在衬砌上的形变压力与隧道位移。锚杆的支护效果与锚杆的参数密切相关。在锚杆参数值处于较小水平时,随着锚杆参数的增大,衬砌受力状态的改善效果十分显著;但当参数达到一定值后,这种改善效果的加强越来越不明显。因此,在隧道支护中,锚杆的设计参数存在最优值。     

岩体基本质量定量分级标准BQ公式的研究

自1995 年7 月1 日起,我国施行“工程岩体分级标准”GB50218 94 ,该标准为强制性国家标准。本文论证了该标准中岩体基本质量定量分级BQ 公式的主要问题:分级因素,分级挡数和分级模式。介绍了以9 变量103 项岩体工程的野外和实验室测试数据为基础,通过相关分析,聚类分析,逐步回归和逐步判别等多种数学手段获得 BQ 公式的理论依据     

基于岩体质量指标BQ的岩质边坡工程岩体分级方法

 对于线路工程上具有普遍性的岩质边坡,因数量多,范围广,工程勘察深度相对较浅。依据规范的测试和试验,建立一种基础性岩体质量评价方法,实现边坡工程岩体分级,并根据行业要求与经验提出支护措施,对提高岩质边坡工程设计与施工的科学性无疑具有重要的意义。针对现有的《工程岩体分级标准》(GB50218-94)没有涉及边坡工程岩体分级,在深入研究和系统消化边坡工程岩体分级成果基础上,提出基于岩体质量指标BQ的岩质边坡工程岩体分级方法(简称BQ-RSlope方法)。该方法在岩体基本质量指标基础上,考虑控制边坡稳定性的主要结构面类型与延伸性、结构面产状与坡面间关系以及边坡内地下水发育程度等影响因素,对岩体基本质量指标进行修正,由此确定边坡工程岩体级别,并给出各级别边坡工程岩体自稳能力的评价。结合4个边坡工程10个坡段的应用性验证,表明依据文中方法获得的各边坡坡段的岩体质量分级以及该基于质量指标对边坡稳定性的评价结果与工程实际总体相符,提出的依据BQ的岩质边坡工程岩体分级方法是合适的。     

围岩稳定性集对分析–可变模糊集综合评价模型

围岩稳定性评价是一个复杂不确定系统问题。应用集对分析和可变模糊集合理论,建立了围岩稳定性评价的集对分析–可变模糊集综合评价模型,简化了构建相对差异度过程,提高了评价结果的准确性和可靠性,并应用于实际工程,与其它分类方法进行了对比分析,结果表明该法是有效可行的,且更客观。     

On the use of the RMR system for estimation of rock mass deformation modulus

Estimation of rock mass deformation modulus is the subject of many studies in rock engineering research work. Although numerous predictive models have been developed for the estimation of the deformation modulus, they cannot be generalized for other sites because of inadequate accuracy. Furthermore, it is very valuable that the predictive models involve some accessible input parameters. The rock mass rating (RMR) is a well-known geomechanical parameter, which is usually determined to describe the quality of rock mass in rock engineering projects. In this study, five parameter ratings of the RMR classification system are used to predict the deformation modulus of rock mass in the abutment of the Gotvand earth dam. Statistical analysis and an artificial neural network are employed to present two new predictive models. Finally, probabilistic analysis is used to predict the rock mass deformation modulus, which overcomes the low accuracy caused by the inherent uncertainty in prediction. The results indicated that the parameter ratings used in the RMR classification system can predict the rock mass deformation modulus with a satisfactory correlation. However, the parameters don’t have the same influence on the rock mass deformability with the joint condition and the groundwater as the major and minor influencing parameters, respectively.     

基于Mamdani模糊推理的山岭隧道围岩RMR14分级

岩体分级方法(RMR14)可充分评价岩体力学性质和结构面的条件,且可考虑初始地应力场和开挖方式等工程因素的影响,非常适用于山岭隧道围岩的评价。但RMR14评级方法的阶梯状评分会引起评分区间边界出现模糊不确定性,为更加准确地评价岩体质量,基于Mamdani模糊推理方法,引入模糊隶属函数来解决模糊不确定性问题。采用"if-then"推理法则实现多输入参数多推理规则的模糊推理,提出基于Mamdani模糊推理的RMR14岩体分级方法,并将此方法应用于独平高速漂里隧道的围岩质量评价。研究结果表明,基于Mamdani模糊推理的RMR14岩体质量分级方法既可借鉴既有工程经验,又可恰当处理评分边界的模糊不确定性问题;与直接采用RMR14分级方法相比,本文提出的模糊分级方法能更加准确评价围岩质量。     

岩体尺寸效应及其特征参数计算

 岩体的尺寸效应包括完整岩块的尺寸效应与节理岩体的尺寸效应,但两者之间还缺乏有机联系。基于物理力学试验与细观参数统计分布理论,建立试样尺度的随机概率模型。通过统计宏观节理分布,建立包含随机分布节理的岩体尺度模型。将实验室获得的岩块强度应用于岩体的计算中,提出一种从细观层次、宏观层次的多尺度岩体工程计算方法,建立2种尺度效应的联系。最后,就非均匀性、围压与节理密度对岩石尺寸效应的影响问题展开探讨。随着均值度的增加,试样的特征尺度逐渐减小。随着围压的增大,岩体特征强度逐渐增大,而岩体力学参数的特征尺寸增大不明显。随着节理密度的增大,特征尺寸和相应的特征强度都是减小的。本方法试图建立细观与宏观力学参数之间的桥梁,获得岩体计算的力学参数,为解决工程岩体参数取值与计算提供一条思路。