基于代表性滑动面的边坡系统可靠度分析

边坡可能沿很多个滑动面发生滑动,因此边坡稳定可靠度分析实质上是一个系统可靠度问题。在分析滑动面安全系数相关性的基础上,提出了代表性滑动面筛选的策略,利用蒙特卡罗法产生样本值对每个样本值,仅计算代表性滑动面而非所有可行滑动面的安全系数,选择最小的安全系数作为此样本值的抽样结果,提出了基于代表性滑动面的边坡系统可靠度分析方法。通过2个算例分析,研究了滑动面筛选时相关系数阈值ρ0对计算结果的影响,通过与常规蒙特卡罗法及已有结果的比较,证明了本文方法的有效性及高效性。     

可靠度在岩土工程中的应用

可靠性分析已经比较成熟地应用于工程结构设计当中。岩土工程介质具有复杂性和特殊性等特点，采用概率的方法研究岩土的性状成为必然的要求，由于岩土工程自身的特点，岩土工程可靠度分析的应用发展较为缓慢。通过MATLAB软件分别用JC法和映射变换法进行计算，得到土坡滑裂面可靠度指标，进行可靠度比较和分析，根据计算结果，对可靠度在岩土工程中的运用提出可行性的建议。     

基于蒙特卡罗模拟的边坡可靠度评价

土坡稳定分析是十分重要的问题。定值分析法是目前工程设计中常用的分析方法,然而由于没有考虑实际存在的不确定性,得到的结果往往不能真实反映边坡实际状态。边坡可靠度分析法是在传统的确定性分析基础上发展起来的一种更符合客观实际的边坡稳定评价方法,它建立在概率统计基础上,以随机变量和随机过程为研究对象,因此更符合客观实际。边坡可靠度分析中的蒙特卡罗模拟,其收敛性与边坡极限状态方程的非线性,变量分布的非正态性等因素无关,适应性强,是一种有效的大型复杂边坡工程的可靠度分析与评价方法。采用条分法分析土坡稳定性,并通过蒙特卡罗法,对边坡可靠度进行分析,结合工程实例,讨论了土性参数的均值和变异系数对可靠指标的影响。     

土坡稳定性分析的概率方法

本文以常规圆弧滑动面法土坡稳定计算公式为基础,采用概率论和数理统计理论,探讨了影响土坡稳定性的各项随机应变量指标的期望和方差的表达式。用正态概率分布函数的蒙特卡洛法,计算了土坡破坏概率Pr,给出了土坡安全可靠度设计指标pr,最后以一个实际的深基坑土坡工程为例。进行了概率方法的稳定性研究。     

蒙特卡洛法在软岩巷道支护中的应用

针对软岩巷道锚杆支护稳定性概率评价系统,结合工程实际,建立蒙特卡罗法模型,根据蒙特卡罗支护系统可靠度分析方法和步骤,得出了煤层软岩巷道支护的安全系数、可靠性指标和破坏概率,为巷道支护提供了设计依据.     

基于Janbu法的边坡稳定可靠度分析

结合任意滑动面形式的Janbu条分法和JC的可靠度分析理论,从极限条件出发推导出可靠性分析的功能函数,给出基于Janbu法的可靠性功能函数的推导过程.根据土性参数对边坡的影响,选取土的粘聚力c和内摩擦角φ(取其正切值f)作为随机变量,并对非正态分布的c进行正态化.并根据随机场理论,分析了c、f相关性对边坡稳定可靠度指标的影响.     

基于Janbu法的边坡稳定可靠度分析

结合任意滑动面形式的Janbu条分法和JC的可靠度分析理论,从极限条件出发推导出可靠性分析的功能函数,给出基于Janbu法的可靠性功能函数的推导过程.根据土性参数对边坡的影响,选取土的粘聚力c和内摩擦角φ(取其正切值f)作为随机变量,并对非正态分布的c进行正态化.并根据随机场理论,分析c、f相关性对边坡稳定可靠度指标的影响.     

基于FEM-RSM-GA的边坡可靠度计算方法研究

用随机有限元法计算实际边坡工程的可靠度和破坏概率需解决的关键问题是计算精度和运算效率。提出了基于FEM-RSM-GA的边坡工程的稳定性可靠度计算方法,以FLAC3D强度折减法(SRM)计算边坡工程的安全系数,建立响应面函数,利用遗传算法对可靠度指标和破坏概率优化求解。通过算例表明:该方法计算量小,用时少,可靠指标和破坏概率的相对误差分别为3%和6%,能满足实际边坡工程需求。     

多层边坡可靠度计算随机响应面法及配点方法研究

边坡稳定性受工程地质力学特征、坡体几何特征以及施工扰动等复杂因素影响,其力学响应通常呈现非线性特点,造成其可靠度计算缓慢且准确性不高。因此,提出将有限元滑面应力法和多项式混沌展开(PCE)相结合,构建随机响应面法,实现边坡可靠度精细计算。以固戍水质净化厂二期工程多层边坡工程为例,验证该方法的有效性。在此基础上,开展多层边坡失效概率对各层岩土材料剪切强度参数(c和φ)相关性的敏感性研究以及配点方法分析。结果表明:该方法能够有效提高可靠度分析计算效率,并保证精度,且灵活多变,具有广泛适用性;边坡整体可靠度对不同层的c-φ相关性的敏感性显示出明显差异,可靠度对最下层坡体c-φ相关性最为敏感,忽略下层坡体c-φ相关性或许会对失效概率产生误判;对比不同配点方法对响应面计算精度的抽样效果。通过对比可靠度结果可知,按计算精度从高到低排序,依次是改进LHS、LHS、概率配点法。     

临界滑动场在峨嵋水泥厂矿山边坡中的应用

临界滑动场法是边坡稳定性计算新方法,可迅速准确地计算临界滑动面与临界滑动场以及由各出口对应的局部临界滑动面组成的全局临界滑动场,将临界滑动场方法应用于峨嵋水泥厂矿山边坡稳定性研究,其计算结果与经典极限平衡法计算结果非常接近。     

鞍千矿排石（土）场土石复杂边坡可靠性分析

鞍千矿排石（土）场形成的坡体与一般的边坡不同,坡体形态复杂,碎石与土混杂,且分布不均匀,土体的参数重度、内聚力和内摩擦角在空间上变异较大,并且坡体有软弱层面存在。通过实验、现场统计等方式研究这些参数,发现它们基本满足正态分布,并给出了概率统计特性和概率分布。用Bishop方法分别计算3类稳定系数,既无条件最小稳定系数、滑动块体达到一定规模的最小稳定系数（危害性大）和滑动面通过软弱面的稳定系数,通过蒙特卡洛法得到了这些稳定系数的概率分布。分别计算了排石（土）场有代表性3个剖面的3个类型稳定系数的概率分布函数,进行了可靠性分析,并给出了预警等级。     

随机场模型下相关距离及参数变异系数对边坡稳定可靠度的影响

由于土体的不均匀性和不确定性,土性参数在空间上表现为各向异性。为了研究土性参数各向异性对边坡可靠度的影响,采用C++语言通过局部平均法对二维随机场进行离散,得到协方差矩阵;输入参数的均值与标准差,建立了边坡随机场计算模型。结合有限差分强度折减法和响应面法与Monte-Carlo法,对比分析了模型相关距离以及土体黏聚力变异系数对边坡可靠度的影响规律。结果表明:根据随机场计算模型,在相同土体黏聚力变异系数下,随模型相关距离增大,边坡失效概率变化随之增大;在随机场计算模型相关距离相同时,边坡失效概率随着土体黏聚力变异系数的增大而呈现出上升趋势;相较与水平方向,随机场计算模型中垂直方向的相关距离变化对可靠度的影响程度更为明显。     

边坡可靠性评价的最优化Monte Carlo方法及应用

岩土力学参数具有一定的随机性和复杂性,在边坡可靠度指标计算过程中,功能函数常常为隐式表达形式,这对可靠性指标的求解带来一定的难度.借用响应面思想,利用试验结果拟合近似稳定系数计算方程从而替代隐式方程,并建立近似极限状态方程,则可很好地解决这一问题.介绍了最优化可靠度计算的基本思想,以广东高速公路仙水河大桥3号桥墩边坡为例,通过构造响应面函数,编制计算边坡可靠度的最优化方法及基于最优化原理的蒙特卡罗法Matlab程序,对该边坡的可靠性进行了评价.结果表明,基于响应面法的可靠性最优化方法用于边坡可靠度设计具有足够的精度,该方法求解简便,克服了传统方法受极限方法及随机变量概型限制的缺陷,求解精度高,为边坡可靠性评价提供了一条新的途径.     

基于边坡岩土体劣化破坏的临界滑移面研究

基于边坡岩土体劣化破坏机理,提出了一种边坡临界滑移面的确定方法。该方法通过有限元数值模拟对边坡岩土体进行多次弹塑性计算与应力分析,将每次计算得到的塑性破坏区内的岩土体强度用劣化后的强度进行替换,逐次劣化,直至塑性破坏区在坡体内贯通,模拟滑移面的渐进发展过程,最终确定边坡的劣化滑移面,并以该滑移面为临界滑移面计算边坡的安全系数。选取匀质和非匀质两类边坡算例,运用该方法确定边坡的临界滑移面,并将其与传统的强度折减法进行比较;同时采用矢量分析法分别计算两种滑移面的安全系数。分析结果表明,劣化滑移面由最初的塑性区逐渐扩展形成,劣化滑移面的确定方法适用于确定匀质和非匀质两类边坡的临界滑移面,其适用条件比传统的强度折减法更广;与强度折减法确定的滑移面相比,劣化滑移面更接近边坡实际的临界滑移面。     

节理岩体边坡采动损伤与可靠性分析

为定量分析节理岩体边坡的采动损伤对边坡可靠性的影响,通过对大孤山铁矿下盘混合岩边坡进行现场勘测与模糊C均值聚类优化分析,确定了岩体2组优势节理的倾向、倾角、迹长和密度的随机分布参数。利用Hoek-Brown强度准则参数m和s与岩体质量分类指标GSI和扰动系数的关系,采用Monte-Carlo模拟抽样技术获得了节理岩体强度的随机分布参数。建立了节理岩体损伤与扰动系数D的联系,应用Kawarnoto损伤张量对采动损伤进行了数值分析,并根据Rosenblueth原理获得了扰动系数D以及反映时空效应和各向异性的岩体强度随机分布参数。基于此,定量分析了大孤山铁矿下盘混合岩节理岩体边坡采动损伤的时空变化特征及其对边坡稳定性的影响。结果表明,采场底标高从-87 m降至最终-450 m时,坡顶至-87 m水平同一高度滑弧可靠性指标相对下降7.7%,原因为采场下移导致节理岩体损伤加剧、强度降低所致,并且危险滑面逐渐向坡面偏移,与坡面近处岩体的损伤较大相关。     

多级边坡局部安全稳定性分析的变尺度搜索策略

为提高常规方法在分析多级边坡局部安全稳定性时的效率，采用变尺度搜索方法，即将边坡的搜索区间分为几个小区间，分别在各个小区间内进行局部搜索得到一系列危险滑动面，将所得结果作为初始值放入和声库，结合和声搜索算法进行最小安全系数以及临界滑动面的确定，对变尺度搜索方法的区间个数进行讨论，同时将新策略的结果与常规策略以及强度折减有限元方法的结果进行对比分析，发现提出的新策略在搜索精度和效率方面具有较强的优势，可以用于多级边坡的局部稳定性分析。     

圆弧滑动的稳定性分析及软件实现

圆弧滑动边坡的稳定性验算最大的困难是寻找最危险的滑动圆弧,也就是确定最危险滑动圆弧的圆心位置。基于圆弧滑动面的假定,提出了一种运用模式搜索法确定边坡最危险滑动面及其对应的最小安全系数的方法。以Felle—nius条分法和简化Bishop法为基础,运用VB结合CAD的二次开发功能,编制出程序来搜索圆弧滑动边坡最危险滑动圆...     

开挖边坡可靠性分析遗传进化调优算法及其应用

在岩土边坡稳定性分析普通条分法的基础上,通过模拟自然进化过程搜索最优解的遗传算法（ＧＡ）,确定最危险滑动面,提出了一种适用于岩土边坡可靠性分析的遗传进化全局调优分析方法,克服了传统调优分析方法容易陷于局部最优解的缺点,适合于各种目标函数和土性复杂的边坡临界滑裂面的搜索。最后,将该法应用于新疆雅满苏铁矿露采边坡可靠性分析,取得了满意的效果。     

基于系统可靠度理论的抗滑桩加固边坡稳定性研究

鉴于抗滑桩加固边坡设计中存在诸多不确定性因素,针对抗滑桩加固边坡案例提出了一种基于可靠理论的边坡系统抗滑力的分析模型,并结合代表性滑动面原理建立了相应的求解方法。算例分析表明,抗滑桩对边坡的代表性滑动面的位置及可靠度指标有着重要影响。在抗滑力相同的条件下,抗滑桩存在一个最优的加固位置,所提方法可确定抗滑桩的加固位置和抗滑力,对抗滑桩加固边坡的最优设计具有参考意义。