基于区间理论的挡土墙稳定性非概率可靠性分析

针对现有可靠性分析方法的局限性与不足,首先,根据挡土墙岩土力学参数取值的区间性特征,引入区间分析理论,视挡土墙岩土力学参数为区间变量,在确定出挡土墙稳定可靠性分析的合理功能函数基础上,建立出基于区间理论的挡土墙结构稳定非概率可靠性计算模型;其次,针对区间运算结果扩张问题,引入区间组合法和改进区间截断法,建立出挡土墙稳定性非概率可靠性分析的区间运算方法,进而建立出基于区间理论的挡土墙稳定性非概率可靠性分析方法;最后,将该方法应用于工程实例,结果表明了本文方法的合理性与可行性,并探讨了岩土力学参数对挡土墙稳定性非概率可靠性指标的影响规律,具有一定的工程参考价值。     

基于非对称三角模糊数的岩石抗剪强度参数确定方法研究

针对岩石抗剪强度参数的确定具有随机性与模糊性的特征,首先,采用非对称三角模糊数表示岩石抗剪强度参数取值的方法,以此反映岩石抗剪强度参数取值的区间性特征及可能性分布.其次,采用试验值与最可能计算取值的加权差平方及非对称三角模糊数计算值在某截集水平下的区间宽度之和作为目标函数进行模糊优化分析,并通过引进“3б”原则建立出非对称三角模糊数的合理截集水平确定方法,从而建立出基于非对称三角模糊数的岩石抗剪强度参数确定新方法,该方法不仅减少异常试验数据对最可能分析结果的影响,且能反映岩石抗剪强度参数取值的不确定性特点,为岩石工程不确定性分析提供力学参数取值新方法.最后,通过工程实测计算并与其他方法进行比较分析,表明该法的合理性.     

考虑隶属函数特性的边坡模糊可靠性分析

针对边坡工程岩土参数所具有的随机性、模糊性与区间性,根据隶属函数分布特征与截集技术提出岩土参数隶属函数截集取值方案,构建隶属函数不同分布形式的表征方法及其取值界限确定方法,建立基于截集技术与模糊点估计法的边坡模糊可靠性分析方法。通过两个典型算例不同工况计算结果的系统分析获得了岩土参数隶属函数分布形式、截集取值方案与取值界限对边坡模糊可靠度的影响规律。岩土参数样本数据量较少时可优先采用取值界限为±2.5σ的三角形分布与正态分布,对数正态与拟正态分布次之,而Beta(4,3)与Beta(4,4)分布将使模糊可靠度计算结果偏大。界限截集水平对计算结果影响程度显著,三角形、拟正态与Beta(4,3)分布的截集区间可取[0,1.0],正态与对数正态分布的截集区间可取[0.05,0.95],并选取隶属函数界限值与0.1间隔的截集水平值进行计算。获得了考虑隶属函数特性的边坡模糊可靠性分析方法,其将使边坡模糊可靠度计算结果更具合理性。     

基于随机模糊理论的节理面抗剪强度参数的确定

针对岩石抗剪强度参数c,φ的确定具有模糊性及随机性,首先,利用非对称三角模糊系数式表示参数c,φ最可能取值及其可能性分布,再通过非对称三角模糊数在特定截集水平下的宽度之和与测试值和计算分析最可能取值加权系数的方差作为目标函数进行模糊优化分析,同时通过"3σ"原则合理地确定非对称三角模糊数截集水平h,从而为岩土工程设计的优化提供了一种新的方法,该方法不仅可有效减少较大离散性数据对分析结果的影响,又真实地反映了实际工程中参数c,φ取值的不确定性特征。通过与最小二乘法的对比,表明该方法较符合工程实际。     

基桩桩端岩溶顶板稳定性模糊能度 可靠性分析方法

 基于岩溶区基桩桩端岩溶顶板稳定性影响因素取值的随机性、模糊性以及区间性特征,首先,采用三角模糊数表示计算参数取值可能性分布,以此为基础建立出同时考虑抗冲切、抗剪与抗弯作用的桩端岩溶顶板稳定性模糊极限平衡分析模型;其次,综合运用模糊数学理论、岩体质量分类指标RMR以及Hoek-Brown经验强度准则建立计算参数三角模糊数确定方法,并运用截集技术与区间数运算规则计算相应的安全系数模糊集;再次,在探讨功能函数之合理确定方法基础上,采用模糊能度可靠性理论,提出基桩桩端岩溶顶板稳定性模糊能度可靠性分析方法;最后,通过工程实例分析表明该方法的合理性与可行性,其为基桩桩端岩溶顶板稳定性分析与评价提供了一种新的不确定性分析方法。     

基于承载力和沉降的条形基础稳定性区间非概率可靠性综合分析方法

 提出采用区间值表示土体力学参数取值,以反映参数取值的不确定性特征,并根据参数取值特性建立出相应参数的区间值确定方法。在研究地基承载力计算方法基础上建立条形基础承载力区间非概率可靠性分析模型,并以沉降计算方法为基础建立条形基础沉降区间非概率可靠性分析模型。运用区间理论与一维优化算法求解非概率可靠性指标,并采用可靠性评价准则对条形基础稳定性进行综合评价,从而建立出基于承载力和沉降的条形基础稳定性区间非概率可靠性综合分析方法,该方法能综合反映承载力和沉降对条形基础稳定性的影响。工程算例分析表明该方法具有一定的合理性,能完善条形基础稳定性的可靠性分析方法与理论。     

基于区间理论与GSI的岩质边坡稳定可靠性分析方法

针对采用结构面表面特征与岩体结构的定性描述确定岩体地质强度指标GSI存在较强主观性的特点,首先以结构面表面等级SCR与岩体结构等级SR对其进行量化处理,并根据组成SCR与SR的量化指标取值过程中所具有的不确定性,采用区间值表示参数取值,建立岩体量化GSI区间值确定方法;其次,根据Hoek-Brown准则等效岩体抗剪强度参数转换关系,采用区间数学理论建立出岩体力学参数区间值确定方法;然后,通过区间组合法求解岩质边坡安全系数区间值,并在确定安全系数要求值的基础上采用非概率可靠性分析方法进行稳定可靠性评价,进而建立出基于区间理论与GSI的岩质边坡稳定可靠性分析方法;最后,将其应用于分析湖南省柘溪水电站进水口高边坡稳定性,结果表明该方法具有一定的合理性与可行性。在缺乏现场岩体力学试验与大量样本数据的情况下,该方法为岩质边坡从岩体力学参数确定到稳定可靠性评价提供了一条新途径。     

基于区间截断法的地下结构模糊能度可靠性模型研究

根据地下结构稳定性影响因素的随机性和模糊性特点,首先,引进三角模糊数理论,建立地下结构物理力学参数的可能性分布函数,然后,在地下结构稳定性评价之模糊可靠性功能函数确定方法研究基础上,引进区间截断法和区间数运算规则,建立了功能函数值域区间的确定方法,并避免了功能函数值域的扩展问题,最后,通过研究地下结构模糊能度可靠性度量方法,建立了地下结构模糊可靠性指标的可能性分布曲线及其失效可能度的确定方法,从而建立了地下结构模糊能度可靠性分析模型与方法。工程实例分析与计算结果表明了本文模型和方法的合理性与可行性。     

地下硐室节理岩体区间非概率可靠性分析方法及应用

首先提出采用区间值表示岩体力学参数取值,以反映参数取值的不确定性特征,并根据参数取值特性建立出相应参数的区间值确定方法;其次,综合考虑地下硐室地质条件及其裂隙较多的特点,采用适合于裂隙岩体稳定性分析的块体理论,在研究围岩稳定性进行分析的基础之上建立地下硐室节理岩体的区间非概率可靠性分析模型;然后,运用区间理论与一维优化算法求解非概率可靠性指标,并采用可靠性评价准则对地下硐室岩体稳定性进行综合评价。由于需考虑的裂隙多而导致计算量较大,因此分析方法采用了可实现程序化的矢量分析法,应用数值软件MATLAB编制计算程序。该程序通过输入结构面产状,力学参数等工程数据,依次分析各关键块体,得到滑动方向、区间可靠度等相关信息,从而为地下硐室群的开挖施工提供指导 。     

基于模糊集理论的边坡稳定性分析

岩土工程中的各种信息都存在模糊性,通过对边坡稳定性分析中模糊因素的研究,提出了一种工程边坡模糊稳定性分析的新方法,建立了边坡稳定性分析的模糊数学模型,并给出了相应的求解方法。该模型可以考虑分析中所涉及到的计算力学参数的模糊性。在分析岩土力学参数试验资料的基础上,结合专家经验提出了岩土力学参数的隶属函数构造方法,利用统计资料构造了边坡稳定性评价的隶属函数,并提出了边坡稳定性评价的具体分类指标和模糊安全系数隶属度的计算方法。实例研究表明边坡稳定性模糊分析方法是一种更为合理的研究边坡稳定性的新方法。     

基于多重属性区间数决策模型的边坡整体稳定性分析

为了研究边坡的整体稳定性状况,通过构建多重属性区间数决策模型以实现边坡整体稳定性分析。依据官家边坡实际地质条件和工程剖面情况,建立影响因素集与研究对象集,采用多重属性区间数决策模型进行其整体稳定性分析和反馈其所处的安全稳定状态,并引用边坡宏观破坏迹象予以对比验证。研究结果表明:经模型求解确定表征边坡整体稳定性变化情况的稳定系数区间为[0.927,1.032],其发生滑动失稳破坏的概率可达70%;边坡整体稳定性差、安全程度低,处于不稳定的危险状态,具有变形进一步增大和滑动失稳的趋势,迹象较为明显。目前的活动状态下边坡发生失稳破坏的可能性大,为维持其安全、稳定和可靠,需进行综合治理。由此可见,该决策模型可为边坡灾害状态反馈和防治对策提供可行的技术平台,具有积极的指导意义。     

强度参数统计特性对边坡稳定可靠性的影响

由于对边坡强度参数统计特性考虑不全面,使得边坡可靠性指标计算值偏小,对应的失效概率偏大,常常超过10％,设计中难以采纳,造成地基可靠度规范的制定和执行进展缓慢。以某高速公路全风化花岗岩土质高边坡为工程背景,在分析土质参数统计特性的基础上,采用极限平衡理论和蒙特卡罗模拟法,系统地分析了土质强度参数的均值不定性、变异性、相关性、区间特性和空间变化性等对边坡稳定可靠性的影响。结果表明：土性参数的各种统计特性对边坡稳定可靠性均具有不同程度的影响。可靠性指标计算值随抽样距离的减小而增加,随 c 或φ均值的增大而增加,随c 和φ的变异系数的增大而减小,随 c 和φ相关系数绝对值的增大而增加,考虑区间性后可靠性指标计算值也明显变大。即变异性对边坡稳定不利,而相关性、区间性和空间变化性对边坡稳定有利。因此,准确而全面地考虑土质参数的统计特性,尤其是在参数变异性和相关性的基础上加以考虑土性参数空间变化性和区间性会更加符合工程实际,且计算结果趋于安全,有利于地基可靠度规范的推广运用和边坡工程的安全评价。     

Rosenblueth方法在斜坡稳定性概率评价中的应用

介绍了Rosenblueth矩估计方法的基本原理及在斜坡稳定性概率评价中的应用。给出了斜坡的安全系数，可靠指标和破坏概率。这种方法可有效地将传统安全系数与概率分析相结合，使其相互补充，为建立斜坡稳定性安全系数与可靠度相结合的二元指标评价体系，提供了一种好的方法，以若村滑坡为例进行了计算，结果与实际相吻合。     

正态分布下边坡稳定性二元指标体系研究

安全系数是边坡稳定性评价中的常用方法,在长期的工程实践中积累了丰富的经验,其最大的缺点是不能考虑边坡岩土体中实际存在的不确定性。可靠性理论可有效地考虑边坡系统内实际存在的不确定性和相关性,但是缺乏丰富的工程实践经验,因此,将工程实践经验丰富的安全系数与先进的可靠性理论相结合,建立安全系数与可靠性相耦合的二元评价体系具有重要的理论意义和应用价值。取影响参数的平均值,计算得到最大可能安全系数(中值安全系数)。设安全系数服从正态分布,取系列的最大可能安全系数和变异系数,计算得到边坡在不同最大可能安全系数和变异系数下的破坏概率Pf。将最大可能安全系数与边坡可靠性相乘,对最大可能安全系数进行折减,得到边坡可靠的安全系数。从折减后安全系数的极限状态中,计算出不同最大可能安全系数的临界变异系数和临界破坏概率。根据不同的最大可能安全系数及它的临界破坏概率,绘制出边坡稳定性分区图。选择典型的安全系数及相对应的可靠性,建立传统安全系数与可靠性耦合的边坡稳定性二元指标体系,由安全系数和可靠性共同度量边坡系统的稳定性。提供了小样本条件下,利用矩估计原理计算参数方差的方法,研究实例表明,边坡稳定性判别的二元指标体系是可行的。     

土体抗剪强度指标变异水平对边坡稳定安全系数取值的影响

针对传统的边坡稳定极限平衡方法不能考虑土体抗剪强度指标变异性影响的问题,基于极限状态的概率分析原理,采用 Monte-Carlo 法对均质路堤边坡的稳定性开展了可靠度计算,讨论了稳定安全系数一定的条件下边坡失效概率随土体抗剪强度指标变异水平的变化规律,分析了安全系数与边坡可靠指标的对应关系及其随土体抗剪强度指标变异水平的变化特征。研究表明：边坡可靠度受土体抗剪强度指标变异性影响显著,呈现出随土体抗剪强度指标变异水平提高而急剧减小的趋势;为保证边坡具有相同的可靠性,安全系数的取值应与土体抗剪强度指标的变异性相适应,据此提出了基于可靠指标和土体抗剪强度指标变异水平的安全系数取值原则及其对应的三参数函数关系式。     

重力坝深层抗滑稳定可靠度分析研究

为了解决三维安全系数在现有的重力坝设计规范中无法参照的问题,利用基于塑性极限分析理论的三维边坡稳定分析方法对重力坝抗滑稳定的安全系数进行了求解,并且采用Rosenbleuth法计算求解了可靠度指标,从而对重力坝深层抗滑稳定的可靠性进行了研究分析。算例和工程实例表明,通过可靠度指标可以对三维边坡的稳定性从失效概率方面加以解释说明。     

考虑破坏面转移和垃圾坝作用的边坡稳定分析

垃圾坝是山谷型填埋场和横向扩建填埋场中常采用的增稳措施;破坏面在衬里结构不同界面间发生转移也是被证实的规律,考虑破坏面转移和垃圾坝作用的垃圾体边坡稳定分析方法尚未见报道。通过将衬里结构中破坏面转移点作为分界点,将滑动垃圾体分成5个楔体,利用极限平衡条件建立了五楔体边坡稳定分析方法。研究结果表明,五楔体极限平衡分析方法能够分析考虑破坏面转移和垃圾坝影响的填埋体稳定性;考虑破坏面转移计算得到的安全系数低于不考虑考虑破坏面转移的计算结果,考虑破坏面转移的计算方法能够发现更危险的情况;填埋场安全系数随垃圾坝高度的增大而增大;垃圾坝的背坡有一最优坡度,垃圾坝的背坡小于这一坡度时,发生“坝背破坏”模式;垃圾坝的背坡大于这一坡度时,发生“坝底破坏”模式;最危险破坏面通过填埋场的背坡和底坡的衬里,再通过垃圾坝的坝背衬里界面或坝底。