围岩可靠度计算的响应面有限元法

针对目前围岩可靠度计算中存在的求解耗时、隐式函数不能求解等问题,提出了基于有限元的响应面计算法.利用响应面法的综合实验技术来模拟围岩的极限状态函数,使用二次多项式重构法,解决了耗时多等缺点.通过对矿山巷道进行模拟计算,得出响应面的计算次数少,误差精度高等优点,验证了方法的可行性.     

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。     

多层边坡稳定性可靠度及敏感性分析

结合Monte-Carlo响应面法和JC法,采用有限元强度折减法对多层边坡进行稳定性分析,构造输入参数与输出响应量之间的近似显式函数表达,提出了三维多层边坡可靠度及敏感性分析模型;通过可靠度敏感性分析,研究了多层边坡分布参数对可靠度指标的影响规律。结果表明,不同土层的随机变量分布参数对可靠度指标的影响程度存在较大差异,第1层土层的粘聚力均值及其变异性对可靠度指标影响最大。该法适用于任意分布形式的独立随机变量可靠度问题,对低失效概率边坡的稳定性分析也具有一定的精度。     

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.     

基于向量投影加权响应面法的边坡可靠度分析

对于复杂的岩土结构而言，功能函数常表现为高度非线性隐式函数，响应面法成为刻画真实功能函 数的重要方法。在向量梯度投影选择取样点的同时，对各取样点的重要性程度进行评估，并通过构造加权系数矩 阵实现对响应面函数的拟合修正。将加权回归思想与向量投影取样相结合，并采用所得实验点拟合极限状态方 程，为解决含有隐式功能函数的工程问题提供一种高效方法。以 2 个边坡为例研究所提方法的可靠性，结果表明： 与传统响应面法相比，该方法具有效率快、精度高等优势。此外，研究了所提方法中相关参数的取值，增强了该方 法的实用性。     

蒙特卡洛法与响应面法在工程安全计算中的联合应用

在保证精度的条件下为提高计算效率,在对拱坝进行静力分析的基础上,将结构可靠度的二次响应面法与蒙特卡洛法结合应用于结构的安全计算,对云龙河拱坝进行了可靠度分析。用形式结构相对简单的显式二次函数面的响应来代替复杂拱坝结构的响应,对响应面函数抽样计算代替对大型的三维拱坝有限元模型抽样计算。在保证求解精度的同时也大大缩短了求解时间。     

利用差分法计算基于Bishop分析模式的边坡稳定可靠度

基于Bishop条分法分析的基本思想, 建立了边坡可靠度分析计算模型, 并采用差分方法计算功能函数的偏导数, 以模拟实际工程中常见的功能函数不能明确的可靠度计算问题。对于功能函数无论是线性或非线性, 显式或隐式, 该方法都简单且适用。数值结果表明本方法具有较好的效率和精度。     

基于极限分析上限法条分形式的边坡可靠度分析

结合极限分析条分法和可靠度计算原理,分析了边坡可靠度计算方法。通过推导破坏模式中上限法的平衡方程,并结合Hasofer-Lind方法,建立了计算边坡可靠度的目标函数,并用优化算法分析了边坡可靠度。与极限平衡法进行对比分析,验证了所提方法的可行性。在上述分析的基础上,进一步研究了土体参数变异性和均值对边坡可靠度的影响,供相关研究参考。     

基于可靠度理论的排土场边坡稳定性分析及参数敏感性研究

采用基于可靠度理论的Monte-Carlo法对一排土场边坡进行可靠性和稳定性分析,得出了该边坡的稳定性安全系数、可靠度指标和失效概率,与传统基于极限平衡理论的定值分析方法相比,可以更加客观真实的对稳定性作出评价。并在此基础上开展了土体参数的敏感性研究,结果表明,土体颗粒内摩擦角的变异性对可靠度指标的影响大于黏聚力变异性的影响,重度变异性对可靠度指标的影响最小。     

岩质边坡可靠性响应面法分析及其在露天矿山的应用

应用结构可靠度分析的响应面法进行边坡稳定性的可靠度计算，方法具有简化迭代过程和减少迭代次数，有效地提高计算精度和计算效率等优点。通过对雪峰露天矿山顺层岩质边坡的岩体结构力学参数进行分析，应用响应面法计算边坡可靠度，结果与实际情况基本相符。     

快速蒙特卡罗法及其在土坡可靠度分析中的应用

为了合理地进行土坡稳定可靠度分析，提出了一种快速确定土坡概率性临界滑动面（具有最小可靠度指标的滑动面）的策略，其思路为：随机生成大量可行滑动面，并分别计算这些滑动面与确定性临界滑动面之间的相关系数，给定一系列相关系数的区间，将相关系数位于某区间的滑动面分为一组，对该组滑动面应用快速蒙特卡罗法(两次抽样)计算滑动面的“伪”可靠度指标，挑选“伪”可靠度指标最小的滑动面作为该组的代表性滑动面，然后综合比较各组代表性滑动面的可靠度指标，可靠度指标最小的滑动面即为概率性临界滑动面。算例分析结果表明：快速蒙特卡罗法可以快速找到土坡概率性临界滑动面，可用于土坡可靠度分析。     

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。     

基于非概率模型的稳健可靠性优化设计方法及应用

针对具有不确定性的可靠性优化设计问题,基于非概率可靠性理论,结合稳健设计方法,提出了基于非概率模型的稳健可靠性优化设计方法。该方法只需知道不确定参数的边界,无需知道其概率分布形式。构造了2层优化数学模型,顶层优化问题是原有稳健优化的数学模型,只是添加了一个非概率可靠性指标约束,底层优化问题仅仅是用来确定可靠性指标的值。旨在使机械零部件在满足可靠性要求的前提下,其目标函数和稳健性达到协调最优。最后讨论了楔块式单向超越离合器的稳健可靠性优化设计问题。     

基于折线滑动的岩质边坡非概率可靠性分析

矿山高陡边坡稳定性研究是露天开采中的一个重要研究课题,由于边坡岩土体构成复杂,用传统的定值求解安全系数的方法已经不能很好地描述岩土体参数的不确定性。通过对折线滑动破坏模式的分区进行相关岩石室内试验,并根据实际工程岩体的情况对室内岩石参数进行强度折减,同时对边坡体不确定性参数进行区间描述。根据折线滑动的破坏模式,结合传递系数法,推导折线滑动非概率可靠度指标求解的功能函数,结合不同的区间解法对功能函数进行求解,得出最终的非概率可靠度指标,从非概率的角度对边坡可靠性进行研究分析。     

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。