基于正交设计的边坡稳定性影响因素敏感性分析

常用的边坡稳定性影响因素敏感性分析方法是假设其中某一个因素变化,其它因素不变,而在实际中这种单一因素发生变化的情况是很少的,大多是多因素共同变化.根据正交设计的特点,将正交试验设计应用到边坡稳定性影响因素敏感性分析中,并以具体边坡为例进行了分析,将分析结果与传统的单因素分析方法所得的结果进行比较,表明基于正交设计的边坡稳定性影响因素敏感性分析是可靠的,而且实现了多因素共同变化,计算量也得到减少.     

土质边坡稳定影响因素的敏感性分析

为确定各个因素对边坡稳定性的影响程度,以一均质土质边坡为例,选取土容重、粘聚力、内摩擦角、地下水位、坡比为试验因素,运用单因素分析法和多因素正交试验法分析各个影响因素的敏感性。采用极限平衡法计算不同试验方案下边坡的稳定安全系数,以安全系数为试验指标,对试验结果进行极差分析。结果表明：单因素分析法和多因素正交试验法得到的因素敏感性变化规律基本一致,坡比的敏感性最大,其次分别是内摩擦角、粘聚力、重度,地下水位的敏感性最小;多因素正交试验法比单因素分析法的计算更显合理。     

基于改进主成分分析法的岩质边坡稳定性评价模型

边坡稳定性分析是一个涉及多因素、多层次的高度非线性系统。针对影响边坡稳定性因素的复杂性和不确定性等问题,通过正交试验法和改进PCA法相结合,在保留边坡原始数据的基础上对传统PCA法在数据标准化和处理指标因素在变异程度上的局限性进行改进,得出相应的边坡稳定性综合评价模型,然后通过蒙特卡罗法对边坡稳定性进行评价。研究结果表明,改进PCA法相对于传统的PCA法具有显着的降维作用,主要表现为第一主成分方差贡献率得到明显提高,能够更为合理的保存原始数据的信息,提取主成分个数更少,为后续计算综合评价模型减少了工作量;通过边坡稳定性综合评价模型不仅能够计算出边坡在不同水平因素组合下的安全系数,在水晶球软件的帮助下还可以快速对其进行可靠度分析,具有一定的工程实用价值。     

多因素作用下边坡稳定影响因素敏感性分析

影响边坡稳定性的因素很多,通过边坡稳定性影响因素的敏感性分析,可以找出影响边坡稳定的主导因素,从而为边坡的治理和设计提供依据。利用BP神经网络来分析边坡稳定性,在此基础上运用相对作用理论（RSE）确定各影响因素间的交互作用,并将交互作用应用于边坡稳定性影响因素敏感性分析中。考虑各因素交互作用的多因素敏感性分析比只考虑单因素或各因素间无交互作用的分析方法更符合边坡系统的内在规律。     

含水量对砂性土边坡稳定性的影响试验研究

为研究含水量对砂性土边坡稳定性的影响,以降雨强度、坡体密度和初始含水量为主要影响因素,设计了一组正交试验,统计了边坡破坏时坡体的含水量,给出了砂性土边坡失稳含水量的临界值,为了便于分析,选取100min时的坡体含水量作为因变量,对影响边坡稳定性的因素进行了正交敏感性分析。研究结果表明:针对45°砂性土边坡,含水率大于45%时,易发生滑坡灾害;砂性土边坡100min时的含水量与降雨强度成正比,与坡体土密度成反比,并随着初始含水量的增大而出现先减小后增加的趋势,就含水量而言,砂性土边坡稳定性最不利的因素组合为强降雨、低密度和高初始含水量。     

基于响应面法的边坡稳定性预测

为对离子型稀土矿原地浸矿边坡稳定性进行预测,首先结合离子型稀土矿原地浸矿边坡特征,分别选取表土层和全风化矿层的重度、黏聚力、内摩擦角以及原地浸矿注液强度等7个因素进行正交实验.其次利用响应面法原理对正交实验结果进行分析,建立离子型稀土矿原地浸矿边坡稳定性分析模型,并将该模型应用与某稀土边坡实例,结果该模型对离子型稀土矿原地浸矿边坡稳定性预测精度高,且符合工程实例,说明了响应面法可应用于离子型稀土矿原地浸矿边坡稳定性分析.     

反向次生成层结构边坡稳定性影响因素的定量分析

岩体结构类型直接影响边坡的失稳机制,而不同类型结构对坡体稳定性的影响也表现出不同的特点,因此,基于岩体结构特点进行的边坡稳定性影响因素分析便成为了工程边坡设计及深入评价和预测边坡发展变化趋势的重要基础工作。针对工程边坡中出现的反向次生成层结构边坡,根据其特点和工程经验,选取影响这类边坡稳定性的６个重要因素,通过参数取值正交试验,并采用ＵＤＥＣ软件对其进行数值模拟,获得各影响因素对边坡变形破坏影响程度的量化结果。结果表明：６个因素对反向次生成层结构边坡不同稳定性指标影响的主次顺序各不相同,总体而言,岩石强度、坡高和坡角是影响整体稳定性的首要因素;边坡稳定性系数、次生成层最大张开程度及坡顶最大位移在单一因素变化下分别表现出不一样的响应特征。     

运用优化的正交试验方法分析蒸汽吞吐汽窜影响因素

对正交试验方法加以优化,研究同一区块内2口井的蒸汽吞吐汽窜影响因素。在初次正交试验的基础上,对各影响因素的极差及对应的水平值均值进行排序,并以此排序为基准形成新一轮的优化正交设计,进而确定各因素的影响程度。选取韵律分布、平均渗透率、平面基尼系数、平面布井位置、纵向渗透率倍数、原油黏度及有效厚度这7个影响因素,每个因素选取3个水平值,形成L18(3~7)的正交设计表,通过优化正交试验设计进行数值模拟。最后根据极差分析结果确定各因素对汽窜影响程度的排序,运用方差分析法判断各因素对汽窜影响的显著性。     

马河崩塌体边坡稳定程度敏感性分析

针对雅砻江楞古水电站边坡稳定性问题,以马河崩塌体边坡为例,选取岩体重度、粘聚力、内摩擦角、水位、地震系数为影响因子,以边坡的安全系数为指标,基于均匀设计开展数值试验,对试验结果进行灰关联分析,得出各因素与边坡安全系数之间的关联系数和关联度。研究结果表明,各因素对边坡稳定性的影响大小依次为内摩擦角水位地震系数粘聚力重度。     

条形荷载下加筋边坡稳定影响因素敏感性分析

结合12 m高土工格栅加筋边坡算例,通过有限元程序Midas/GTS 4.0,对条形荷载作用下边坡加筋与未加筋时的安全系数、最大水平位移与竖向沉降进行了对比分析.根据正交分析方法对10种影响因素,即粘聚力、内摩擦角、填土重度、坡比、坡顶荷载、荷载距离坡顶处间距、荷载宽度、土工格栅长度、格栅弹性模量、格栅铺设层数对加筋土边坡稳定影响因素的敏感性进行分析,给出了各个因素的敏感性顺序.计算结果表明:土体内摩擦角、粘聚力与荷载宽度对边坡稳定性影响最为显著.     

黄河滩岸稳定性影响因素的敏感性分析

黄河滩岸的崩塌失稳将会对滩地和村庄造成严重冲蚀,甚至造成堤防冲决,对黄河滩岸稳定性及其影响因素的敏感性进行分析具有重要的工程实践意义.选择了影响滩岸稳定性较大的主要因素(土体凝聚力c、坡体内水头H和坡角α)进行分析.由c、H及α变化组成不同分析工况,采用边坡稳定性分析方法,分析了滩岸稳定性,并在此基础上研究了滩岸稳定性对c、H及α的敏感性.分析结果表明:在各种计算工况下,黄河滩岸是稳定的;c是影响滩岸坡体稳定性最强的因素,其敏感性随坡角及水头的增大而增强;H对滩岸坡体稳定性影响次之,其敏感性随坡角的增大而增大,随凝聚力的增大而减小;α对坡体稳定的敏感性相对较小,其随凝聚力的增大而减小,随水头的变化不明显.     

铅厂沟滑坡稳定多因素敏感性分析

研究边坡安全系数与各影响因素之间的变化关系,找出主要因素,对于边坡治理的设计和施工具有一定的参考价值.根据铅厂沟滑坡的地质条件,分析了C,φ值,库区水位Zw,地震加速度a,地下水位Gw等5个因子对边坡稳定的影响程度.结果显示:其程度由大到小为a>Gw>φ>Zw>C.因此,在滑坡治理和维护过程中,应该优先考虑a和Gw的影响.     

基于有限差分强度折减法的黄延高速公路边坡稳定性分析

将强度折减理论应用于边坡稳定性分析中,借助FLAC/SLOPE有限差分分析程序,选择弹塑性Mohr-Coulomb模型及其破坏准则,以黄延高速公路界子河边坡作为工程实例,分析了该边坡在自然状态条件和饱水状态条件下的稳定性,并与传统的Janbu法、Morgenstern-Price法、Spencer等方法计算得到的边坡稳定安全系数进行了比较.结果表明,有限差分强度折减法能够真实地反映边坡的实际情况,方便合理,求得的边坡安全系数更接近实际,显示出其在边坡稳定性分析中的一定优势.     

基于正交试验设计的岩坡力学参数反演

对某岩坡Ⅲ区现场勘察后认为,该区为断层破碎带,属碎裂结构,岩体分级为Ⅳ级.由于地质情况复杂、岩体破碎以及边坡开挖引起的应力释放等原因,致使边坡岩体加固的力学参数用常规方法较难确定.运用正交试验设计的方法借助有限差分程序FLAC进行分析,以安全系数作为评价指标,模拟各参数不同水平的各种组合,对影响边坡稳定性的各因素进行了敏感性分析,并对边坡力学参数进行了反演,得出较为合理的力学参数,为边坡治理提供依据.     

Multi-factor sensitivity analysis of shallow unsaturated clay slope stability

An unsaturated clay slope, with various sloping angles and a thickness of 14 m, consists of backfill, slope soil and residual soil. Slide interfaces were determined by geophysical approaches and the original slope was reconstructed. Sub-slope masses were classified based on the varieties of sloping angle. A force recursive principle was proposed to calculate the stability coefficient of the sub-slope masses. The influencing factors such as sloping angle, water content, hydrostatic pressure, seismic force as well as train load were analyzed. The range and correlation of the above-mentioned factors were discussed and coupled wave equations were established to reflect the relationships between unit weight, cohesion, internal frictional angle, and water content, as well as between internal frictional angle and cohesion. The sensitivity analysis of slope stability was carried out and susceptive factors were determined when the factors were taken as independent and dependent variables respectively. The results show that sloping angle, water content and earthquake are the principal susceptive factors influencing slope stability. The impact of hydrostatic pressure on slope stability is similar to the seismic force in quantity. Train load plays a small role in slope stability and its influencing only reaches the roadbed and its neighboring slope segment. If the factors are taken as independent variables, the influencing extent of water content and cohesion on slope stability can be weakened and train load can be magnified.     

沥青混凝土配合比设计的正交法应用

在进行沥青混凝土配合比设计时,可采取正交设计的方法。结果表明,正交法以九个试验组即可找出满足设计要求的参数指标,并通过方差分析和极差分析可以找出显著的影响因素以及验证本次试验的水平。     

一种基于拉-剪破坏的边坡动力稳定性分析方法

为量化地震作用下边坡的稳定性,优化矢量和方法并计算出相应动态安全系数,基于边坡在地震作用下的破坏模式:坡顶拉裂缝和坡脚剪切裂组合形成的贯通滑动面,推导出拉-剪破坏下矢量和法的安全系数公式,通过自编程序得到边坡潜在滑动面曲线和动力安全系数,并通过算例验证方法的正确性.针对岩质边坡,利用新、旧两种矢量和方法进行动力稳定性分析,结果表明:边坡潜在滑动面会随着地震持续时间向边坡内部走移;两种方法得到的安全系数趋势一致,但拉-剪破坏模式的下滑趋势角度更大;在拉-剪破坏模式下,边坡的安全系数有所降低,其中,边坡的综合安全系数降低了3%,说明原先的方法高估了边坡的稳定性.优化后的矢量和法能够更具体地反应出边坡在地震过程中的稳定状态,为抗震设计提供更加准确的理论指导.     

拉索对肋环型索穹顶结构的敏感性分析

针对在施工张拉过程中索穹顶结构拉索的初始预应力值难以与设计值一致的问题，为了找出索穹顶结构中的敏感拉索以指导设计与施工，采用正交设计方法分析了拉索对结构的敏感性。通过建立L49(78)正交表，以一个跨度为50 m，承受轴对称荷载作用的肋环型索穹顶结构为例，研究了拉索对结构的静力、动力及稳定的敏感性，并与其他敏感性分析方法作了比较。分析结果表明，拉索对结构的静力敏感性明显高于对动力和稳定的敏感性，并且拉索对结构的敏感性高低与拉索的位置有关，在整个结构中以外环索最为关键，在设计与施工中必须严格控制其应力状态。