基于支持向量机的抗滑桩加固边坡可靠度分析

文中采用可靠度指标来评价抗滑桩加固边坡的稳定性,提出了基于支持向量机模型的一阶可靠度分析方法。使用支持向量机来构建描述边坡安全系数等输出响应量与边坡土体参数等输入响应量间定量函数关系的模型,来代替真实的数值计算,并从边坡安全性与桩身安全性两个方面展开桩加固边坡的一阶可靠度分析。通过一实际的抗滑桩加固边坡的案例验证了该方法的有效性。结果表明,以边坡安全系数的可靠度来评价抗滑桩加固边坡的稳定性是不全面的,应同时考虑抗滑桩弯矩的可靠度。     

路堤边坡稳定性力学分析中应注意的问题

探讨了土质路堤边坡稳定性力学分析中常见的几种问题及处理方法，为土质边坡工程可靠度分析奠定了基础，以保证交通运输及其他建筑物的安全。     

基于毕肖普模式的边坡稳定可靠度分析

引入数值求解方法，结合边坡稳定性分析方法中的毕肖普法，考虑土性参数的变异性和不确定性，详细论述了用常规可靠度计算方法中的JC法求解功能函数为隐函数的可靠度指标问题。     

基于ANSYS概率设计系统的边坡稳定概率分析

基于ANSYS概率设计系统,提出了利用ANSYS概率分析功能对边坡稳定性进行可靠性分析的方法.通过一个典型的边坡工程算例,利用蒙特卡洛法对边坡在多种随机变量作用下的稳定性可靠度进行了计算分析,得到在目标控制值下边坡的失效概率、可靠度变化等重要指标,较传统确定性安全系数更为客观合理.分析结果形象直观,提高了边坡稳定性及可靠度分析的效率,可与确定性安全系数法对比结合使用.     

黄河堤防边坡稳定性的可靠度分析

为了更能准确地评价黄河堤防边坡的稳定性,对可靠度理论在黄河堤防边坡稳定性分析中的应用进行了研究;可靠度理论是建立在概率统计基础上的,充分考虑了土体抗剪强度参数c、ψ值的变异性及其相关性等对边坡稳定的影响;利用编制的蒙特卡罗法边坡稳定可靠度分析程序进行了工程实例计算,得出的评价边坡稳定性的可靠指标比定值法得出的安全系数更能反映工程实际情况,具有极其重要的应用推广价值.     

一种新的边坡稳定性因素敏感性分析方法——可靠度分析方法

传统的边坡稳定性因素敏感性分析方法基于确定性计算,仅能得到边坡稳定性对各变量的敏感性大小,无法获得边坡稳定性对不同滑面位置上的同一岩土参数的敏感性。在可靠度分析基础上提出一种新的边坡稳定性因素敏感性分析方法——可靠度分析方法,该方法采用随机场模型来描述边坡滑面上岩土参数的空间变异性,通过验算点法优化求解实现,分析结果可得到边坡的最小可靠指标、概率临界滑面、参数敏感性因子在临界滑面上的分布曲线。研究结果表明,敏感性因子分布曲线随边坡尺度和岩土参数波动范围的相对大小变化而变化,根据边坡可靠度指标在临界滑面上的不同位置上的敏感性因子,可对边坡加固位置提出设计改进,将有限的加固措施加于敏感性因子较高的位置,能够更有效地提高边坡的稳定性,较之传统的边坡稳定性因素敏感性分析方法具有明显的优越性。     

基于一次逆可靠度法的边坡稳定性分析

本文从逆可靠度设计思路出发,解析并采用基于逆可靠度的边坡稳定性分析方法,对某边坡的安全系数进行了分析。结果表明,忽略参数的不确定性将会导致过高估计边坡安全系数。最后,讨论了可靠度水平与边坡安全系数的变化关系。     

基于极限平衡法的边坡稳定性可靠度分析

传统方法对边坡稳定性进行分析时,不能定量考虑土体参数随机性、变异性的影响。为更好地对边坡稳定性进行评价,本文基于传统边坡稳定性计算方法,同时考虑参数的变异性和分布类型的差异,利用蒙特卡洛模拟技术,编制了相应程序。针对某匀质边坡,利用Fellenius法、Bishop法、Janbu法和Morgenstern-Price法进行破坏概率计算。结果表明,安全系数大于1时,边坡仍有破坏的可能,边坡稳定性对参数变异性的敏感度不同,参数变量分布类型也会对边坡稳定性评价结果产生影响。利用可靠度方法得到的可靠度指标、破坏概率等指标,能够定量地描述各参数变异性对边坡稳定性的影响。因此,可以将可靠度的方法和确定性的方法相结合,对边坡的稳定性进行描述,为滑坡风险的评估提供参考依据。     

影响黄河下游边坡稳定性的堤防土体参数概率统计分析

介绍几种常用的边坡可靠性分析的参数概率统计概型及检验方法，通过对影响黄河下游堤防边坡稳定性的土体参数进行概率统计分析，得到参数合理概型，为利用可靠度理论对堤防边坡稳定性计算提供参数基础。     

边坡安全监测的仿真反分析

针对漫湾水电站左岸边坡的系统安全监测资料，运用施工过程的数值仿真思路和方法，重点对预应力锚固，后期开挖爆振荷载进行仿真模拟分析，反演出边坡施工过程中各种加固措施对边坡稳定性态的影响，通过与实例应力和位移的对比，证明了反演分析的可靠度与精度，在此基础上，测算出加固后边坡的实际安全系数，可作为其它工程的借鉴。     

锦屏一级水电站左岸坝肩边坡施工期高效三维可靠度分析

 基于可靠度理论的边坡稳定性分析是一个重要的发展趋势,然而目前国内外关于复杂三维高边坡可靠度方面的研究几乎还是空白。以锦屏一级水电站左岸坝肩边坡为例,研究了施工阶段三维边坡可靠度问题。由于三维边坡稳定性分析有限差分强度折减法计算量较大,并且安全系数没有显式表达式,通过参数敏感性分析减少随机变量数目,提出三维边坡可靠度分析的非侵入式随机有限差分法。探讨了预应力锚索和深层混凝土抗剪洞2种主要加固措施失效对边坡变形、稳定及其可靠度的影响规律。研究了施工阶段边坡横河向位移、安全系数以及失效概率的变化规律。结果表明：参数敏感性分析可以有效地识别敏感性较大的随机变量,从而提高边坡可靠度计算效率。非侵入式随机有限差分法实现了概率分析与通用商业软件如FLAC3D的有机结合,极大地简化了可靠度分析过程,而且能充分利用参数敏感性分析中边坡稳定性计算结果,为解决三维高边坡可靠度问题提供一种有效的工具。此外,锦屏一级水电站左岸坝肩边坡所采取的预应力锚索和深层混凝土抗剪洞联合加固措施能够有效地控制边坡变形和确保边坡稳定性。施工阶段边坡开挖扰动作用对边坡稳定可靠度有着重要的影响。     

基于区间组合法的边坡稳定非概率模糊可靠性分析方法

根据边坡稳定性影响因素的随机性、模糊性以及岩土材料力学参数取值的区间性特征,采用非对称三角模糊数表示岩土力学参数取值可能性分布,并对试验数据进行区间模糊优化分析。将所得非对称三角模糊数转化成区间数,运用边坡稳定性分析的简化Bishop法与区间组合法建立边坡安全系数区间值及可能滑动面求解方法,避免了区间函数运算的区间扩张问题。将安全系数区间计算函数与给定安全系数值之差作为功能函数,利用非概率模糊可靠性分析方法计算不同截集水平下的模糊可靠性指标,进而得到其可能性分布曲线,并由可能性理论求得边坡失效可能度,从而建立了基于区间组合法的边坡稳定非概率模糊可靠性分析方法。工程算例表明,该方法具有一定的合理性,为边坡工程稳定性评价提供了新的途径。     

基于径向基函数响应面法的岩质边坡可靠度分析

岩质边坡中存在多种变异性,需要进行岩质边坡的可靠度分析。将数值分析法与可靠度分析的响应面法相结合,进行了岩质边坡稳定的可靠度分析。利用径向基函数网络(RBFN)的全局适应能力强的特点,在响应面法中,以径向基函数网络为响应面函数,将隐式的功能函数显式化。通过对每个响应面新增一个样本点的方法进行样本点的生成及响应面的迭代,计算表明:基于径向基函数网络的响应面法具有较高的计算精度及效率,可以适用于基本变量数较多的可靠度分析问题;本文的边坡算例中,第2层岩体的强度参数对边坡的可靠指标影响最大,而其他参数对可靠指标的影响则相对较小。     

考虑时效特性的锚固岩质边坡变形可靠度分析

 提出基于非侵入式随机有限元法的岩质边坡变形可靠度分析方法。建立考虑腐蚀效应的锚杆锚固力随服役时间变化模型。给出边坡变形可靠度分析非侵入式随机有限元法的计算步骤。研究锚固边坡变形失效概率与最大允许变形值之间的关系,并基于参数敏感性分析提出边坡最大允许变形取值方法。以锚固岩质边坡为例,证明所提方法的有效性。结果表明：非侵入式随机有限元方法为考虑时效特性的边坡变形可靠度分析提供一条有效的途径。随着锚杆服役时间增加,锚杆腐蚀作用对锚固边坡变形可靠度的影响越明显。考虑时效特性的边坡变形失效概率常用对数 与边坡最大允许变形值间存在近似线性关系,而且随着边坡可靠度水平增加,该线性关系表现得越明显。     

露天矿边坡岩体稳定性各向异性分析方法及工程应用

露天矿边坡岩体通常含有大量IV、V级结构面,影响岩体稳定性。针对这种岩体特性,提出了系统的工程分析方法：首先,应用3GSM非接触测量系统对岩体出露结构面现场测试,统计结构面几何参数概率模型;进一步根据Monte Carlo方法生成裂隙网络,分别利用离散介质渗流方法和几何损伤理论,在分析REV尺寸效应基础上,计算岩体渗透张量和弹性张量,实现岩体参数表征;最后,基于等效连续介质模型,建立各向异性岩体渗流应力耦合模型,采用COMSOL有限元软件分析边坡岩体稳定性。应用该方法对抚顺西露天矿南帮进行了实例分析,计算结果与实际吻合较好。提出的露天矿边坡岩体稳定性分析方法能够考虑节理分布导致的岩体各向异性特征,简单合理,具有良好的工程应用前景。     

Slope reliability and back analysis of failure with geotechnical parameters estimated using Bayesian inference

A Bayesian approach is proposed for the inference of the geotechnical parameters used in slope design. The methodology involves the construction of posterior probability distributions that combine prior information on the parameter values with typical data from laboratory tests and site investigations used in design. The posterior distributions are often complex, multidimensional functions whose analysis requires the use of Markov chain Monte Carlo (MCMC) methods. These procedures are used to draw representative samples of the parameters investigated, providing information on their best estimate values, variability and correlations. The paper describes the methodology to define the posterior distributions of the input parameters for slope design and the use of these results for evaluation of the reliability of a slope with the first order reliability method (FORM). The reliability analysis corresponds to a forward stability analysis of the slope where the factor of safety (FS) is calculated with a surrogate model from the more likely values of the input parameters. The Bayesian model is also used to update the estimation of the input parameters based on the back analysis of slope failure. In this case, the condition FS = 1 is treated as a data point that is compared with the model prediction of FS. The analysis requires a sufficient number of observations of failure to outbalance the effect of the initial input parameters. The parameters are updated according to their uncertainty, which is determined by the amount of data supporting them. The methodology is illustrated with an example of a rock slope characterised with a Hoek-Brown rock mass strength. The example is used to highlight the advantages of using Bayesian methods for the slope reliability analysis and to show the effects of data support on the results of the updating process from back analysis of failure.     

考虑锚杆腐蚀作用的岩质边坡系统可靠度分析

 锚杆腐蚀是导致锚固工程事故的重要原因之一,为此,主要研究锚杆腐蚀作用对锚固岩质边坡系统可靠度的影响。首先,在系统分析现有钢筋腐蚀模型及锚杆腐蚀试验数据基础上,确定锚杆腐蚀模型。分析与腐蚀作用相关的锚杆自由段屈服失效模式和锚固段锚杆与注浆体界面黏结失效模式,进而确定相应的锚固边坡失效模式。给出基于蒙特卡洛模拟的边坡时变系统可靠度分析方法,并以锚固岩质边坡为例证明所提方法的有效性。结果表明：K. A. T. Vu和M. G. Stewart提出的钢筋腐蚀模型适用于分析处于密闭潮湿和干湿交替环境条件之间的锚杆腐蚀作用。在锚杆服役的前期,自由段锚杆的腐蚀作用对边坡稳定性的影响较大,而在后期锚固段锚杆的腐蚀作用对边坡稳定性的影响开始变得较大,并且锚杆服役后期锚固力和边坡系统失效概率的变化幅度明显大于前期。边坡系统失效概率随锚杆握裹层厚度的增加而减小,随注浆体水灰比的增加而增大,当握裹层厚度和水灰比达到一定值时,边坡系统失效概率随时间增大的程度并不明显。     

基于n维等效方法的岩质边坡楔体稳定体系可靠度分析

 提出岩质边坡楔体稳定体系可靠度分析的n维等效方法,建立考虑多失效模式相关的楔体稳定体系可靠度分析的概率故障树模型。采用四参数b 分布来描述可靠度分析中基本随机变量的分布。最后采用n维等效方法计算楔体稳定体系可靠度,并着重分析随机变量敏感性分析的3个层次及不同层次上的可靠度对基本随机变量的敏感性。结果表明,n维等效方法计算的楔体体系失效概率均在Cornell简单上下限法的范围内,它能够有效地评价楔体体系可靠度。概率故障树模型能够清晰直观地模拟多失效模式相关的楔体体系可靠度问题,忽略失效模式间的相关性将会明显高估楔体体系失效概率。此外,黏聚力和内摩擦角之间的负相关性对边坡的可靠度具有有利的影响。随机变量敏感性分为单一极限状态方程、单一失效模式以及体系可靠度3个不同的层次,在研究随机变量敏感性时必须明确相应的分析层次。水压力和结构面产状的敏感因子较大,因此布置良好的边坡排水系统以及进行详细的地质勘测工作是提高楔体可靠度有效的方法。研究成果为边坡风险分析奠定了一定的基础。     

散体结构岩质高边坡的开挖参数研究

目前,岩石边坡开挖参数选择多采用工程地质比拟法。使用现行的工程地质比拟法确定边坡开挖的参数,很大程度上取决于使用者的工作经验和新设计边坡与参考表所列边坡的可比性,缺乏理论依据,所设计出的开挖边坡不是过分偏于安全,就是边坡产生局部和整体失稳,发生破坏。为此,针对散体结构岩质边坡,从理论分析的角度出发,通过对几种常用参数的边坡开挖进行数值模拟,比较各种台阶坡比、台阶平台宽度、台阶高度下的边坡开挖的位移应力变化,充分考虑了边坡经开挖后的稳定性和经济性,提出了针对散体结构岩质高边坡的优化开挖参数,为边坡开挖提供理论依据,对工程实践起着重要的指导作用。