蒙特卡罗法在边坡可靠度分析中的应用

针对某均质边坡,采用简化Bishop法和Morgenstern-Price法计算滑动面的安全系数,对给定的滑动面进行了不同抽样次数的比较分析,选取了不同的土性随机参数进行计算,并进行了最大失效概率滑动面的搜索,得出了一些有意义的结论。     

公路边坡稳定性可靠度的蒙特卡罗法研究

以工程实际为例,用MATLAB编制了公路边坡工程蒙特卡罗可靠度求解程序,通过计算结果分析表明模拟次数选择为3000次~5000次、土条数目划分为8条~10条较为合理,这时计算精度能够满足工程要求。     

伪蒙特卡罗法及其在边坡可靠度分析中的应用

在确定具有最小可靠度指标的滑动面（即临界可靠度滑动面）时,由于常规的蒙特卡罗法抽样耗时巨大,临界可靠度滑动面的获得较为耗时。对于均质边坡,利用简化Bishop法构建了可靠度分析的功能函数,设计了6种随机变量的标准差组合,假定了随机变量的4种抽样范围,利用抽样次数较小的蒙特卡罗法即伪蒙特卡罗法对随机生成的132组可行滑动面进行了伪可靠度指标的计算并与蒙特卡罗法计算得到的可靠度指标进行了比较分析,研究发现：只有一个随机变量的前提下,滑动面的伪可靠度指标与蒙特卡罗法计算的可靠度指标呈完全线性关系,在其它条件相同的情况下,伪蒙特卡罗法抽样范围越大,伪可靠度指标与蒙特卡罗法计算的可靠度指标之间的拟合直线斜率越小,反之亦然;伪蒙特卡罗法抽样次数越大,伪可靠度指标与蒙特卡罗法计算的可靠度指标之间的拟合直线斜率越大,反之亦然。对均质边坡,可应用伪蒙特卡罗法快速计算其临界可靠度指标。     

基于子集模拟的边坡可靠度分析方法研究

边坡稳定受到诸多不确定性因素的影响,比如土体性质的空间变异性以及地层情况的不确定性。这些不确定性因素的影响可以通过蒙特卡洛模拟(Monte Carlo Simulation, MCS)进行定量地分析。MCS概念简单并具有广泛的适用性。但是,在小概率失效区域内,MCS计算效率很低,需要庞大的随机样本量来保证一定的计算精度。本文提出了一种实用的边坡可靠度分析方法。通过采用一种高级的MCS方法(Subset Simulation, 子集模拟)来提高小概率区域内的计算效率以及计算精度,并以EXCEL的表单环境为平台,联合使用Visual Basic Application(VBA)编写计算程序。在该程序中,子集模拟、边坡稳定的确定性分析和不确定性分析分别由三个相对独立的计算模块实现。最后,本文以James Bay 土坝为例,简明地说明了所提出方法的有效性,并探索了临界滑动面的不确定性对边坡可靠度分析的影响。     

谈公路边坡稳定性可靠度的蒙特卡罗计算方法

以工程实际为例,用MATLAB编制了公路边坡工程蒙特卡罗可靠度求解程序,通过计算结果分析表明模拟次数选择为3000次~5000次、土条数目划分为8条~10条较为合理,这时计算精度能够满足工程要求。     

基于蒙特卡罗法的土坡稳定可靠度分析

采用可靠度分析的蒙特卡罗法,对土坡稳定可靠度进行了分析,并以工程事例为例,讨论了计算模型以及土性参数的均值和变异系数对可靠指标的不同影响,并对可靠指标和安全系数度量土坡稳定的合理性进行了一定的比较。     

基于蒙特卡洛模拟的岩质边坡可靠度设计方法

提出一种基于蒙特卡洛模拟的岩质边坡可靠度设计方法,建立基于蒙特卡洛模拟的岩质边坡可靠度设计实用框架,将设计过程分成4个独立的子模块,整个设计过程清晰明了,便于工程师理解和掌握,在设计中允许工程师根据工程经验和实际工况灵活地调整目标失效概率和不确定性参数的概率模型。通过香港秀茂坪岩质天然边坡说明所提出的方法和设计框架,结果表明:(1)根据提出的方法通过执行一次MCS得到的设计空间内所有方案的失效概率与对每个设计方案重复执行MCS得到的失效概率十分一致,验证了所提出的方法的有效性;(2)目标失效概率以及不确定性参数的变异性和相关性显著影响边坡的最终设计方案,这种影响可以通过提出的方法合理地考虑到岩质边坡可靠度设计中;(3)在工程实际中,高估不确定性参数的变异性和忽略不确定性参数间的负相关性,均导致高估边坡稳定安全系数的标准差,进而低估边坡可靠度指标,导致相对保守的设计,偏于安全;然而,忽略不确定性参数间的正相关性则可能导致相反的结果,设计偏于不安全。     

基于蒙特卡洛法的边坡可靠度分析

本文对边坡稳定性问题作了简要的分析,介绍了基于蒙特卡洛法原理分析边坡可靠度的方法,使用简化毕肖普法建立了土体的状态函数,并给出了随机变量的选取方法,提出使用计算机程序计算的具体步骤,最后对基于蒙特卡洛法的边坡可靠度分析方法做了总结。     

基于蒙特卡罗法的加筋土坡稳定可靠度分析

采用可靠度分析的蒙特卡罗法 ,建立了加筋土边坡稳定极限状态方程 ,对其可靠度进行了分析 ,并结合工程事例 ,讨论了土性参数的均值和变异系数对可靠度指标的不同影响 ,指出可靠指标度量加筋土边坡稳定性更合理。     

边坡稳定可靠度分析

边坡稳定问题是土木工程中常会遇到的问题,常用的边坡稳定分析方法没有考虑土体力学性参数的离散性,计算结果必然也不能全面反映真实情况,本文介绍如何利用蒙特卡罗模拟的方法来分析边坡稳定性,计算边坡稳定的可靠度。     

基于盲数理论的边坡可靠度分析

 针对边坡岩土体参数的多种不确定性,采用盲数理论提出一种边坡可靠度分析方法,并首次提出以边坡盲数安全系数和最小安全要求可靠度作为指标来综合评判边坡的稳定性。首先,运用响应面法和有限元强度折减法求出边坡极限状态方程,运用盲数理论建立边坡安全系数的盲数模型,解出安全系数的盲数解,并进一步求出边坡盲数安全系数和最小安全要求可靠度的计算表达式。算例分析表明,边坡盲数安全系数和最小安全要求可靠度与传统方法相比均偏低,能更安全地评价边坡的稳定性,弥补了均值安全系数和传统可靠度之间无关联的缺陷。     

基于FEM-ANN-MCS法的边坡工程可靠度分析

针对有限元蒙特卡罗法计算量大的弊端和边坡工程稳定功能函数不能显式表达的可靠度分析问题,文章提出了应用于边坡工程稳定可靠度分析的基于神经网络的随机有限元分析法的基本思路。神经网络具有高度非线性的映射能力,可用来逼近结构响应量与随机变量的映射关系。借助这种方法计算出边坡工程的可靠指标,并通过寻求失稳模式进行整体稳定可靠度分析。最后对一工程实例进行几种方法的计算分析,表明该方法用于边坡整体稳定可靠度分析是切实可行的,可供工程科学技术人员参考。     

基于RBF神经网络的边坡稳定可靠度分析

RBF神经网络具有网络训练速度快、可以避免局部极小等优点。文章基于RBF神经网络理论,采用蒙特卡罗模拟法来进行结构的可靠度分析,研究了样本点的生成方法及样本数对可靠度分析结果的影响,并将基于RBF神经网络的蒙特卡罗模拟法应用于边坡的可靠度分析。计算表明:基于RBF神经网络的蒙特卡罗模拟法具有较好的计算效率和计算精度;样本点的生成方法和样本数对计算结果影响较大。与随机取样法相比,均匀设计法生成的样本点分布更均匀,由此样本点集训练生成的神经网络能更好的代替原功能函数,在相同的样本数时具有更高的计算精度;当计算精度相同时,均匀设计法比随机取样法需要生成的样本点少,计算效率高。     

基于模糊随机理论的边坡可靠度分析

边坡工程中同时存在模糊性和随机性,应进行边坡稳定的模糊随机可靠度分析。采用可靠度分析的蒙特卡罗法对土体参数进行随机抽样,并对样本值进行模糊随机处理,得到土体变异系数。考虑到变异系数的变化对边坡可靠度的影响,由程序计算得到不同变异系数对应的失效概率和可靠度指标。研究表明,进行边坡稳定分析时应综合考虑安全系数和可靠度指标,可靠度随土体变异系数的增大呈减小趋势。     

山区填方场地边坡变形原因分析

豫西某山区填方场地在填筑过程中发生大范围裂缝及整体下错;经过外业场区地质调绘、钻探、物探、深层水平位移监测等技术手段,查明了场地发生变形破坏的原因;通过典型断面稳定性计算分析,对其进行定性、定量稳定性评价;结合场区实际情况,提出针对性的治理措施建议;为后续方案设计和工程施工提供了地质依据和数据支撑,也为类似山区填方场地工程提供借鉴和参考。     

基于广义子集模拟样本加权法的边坡多失效模式可靠度分析

边坡通常包含多个潜在的破坏模式,边坡多失效模式系统可靠度计算的蒙特卡洛模拟方法在求解小失效概率问题时计算效率较低。为此,提出基于广义子集模拟样本加权法的边坡多失效模式可靠度分析方法,推导了多失效模式对应于不同失效阈值时的失效概率计算公式。采用概率故障树模型构建边坡多失效模式系统可靠度分析模型,通过耦合系统模式的广义子集模拟驱动变量划分整体样本空间,基于广义子集模拟执行过程中的样本子空间概率权来估计相应空间中样本权系数,通过样本权系数计算失效模式在不同失效阈值下的失效概率。以岩质边坡楔形体稳定问题为例阐明所提方法的有效性。结果表明:提出的广义子集模拟样本加权方法极大地提高了边坡系统可靠度及其分量失效模式可靠度的计算效率。该方法不仅能够通过一次模拟实现多模式可靠度的求解,避免针对不同失效模式进行重复模拟的问题,而且能够显著地提高估计低概率水平失效模式可靠度的计算效率。此外,提出的广义子集模拟样本加权方法不仅能够高效地估计临界失效阈值对应的失效概率,也能够同时计算多模式在任一失效阈值时的失效概率。     

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。     

基于ANSYS及Monte-Carlo法的边坡可靠度分析

介绍了可靠度分析的基本理论及方法,依据通用有限元软件ANSYS提供的概率分析功能,对边坡进行可靠度分析,并利用Monte—Cub法计算其可靠度,以具体算例验证了该法的可行性,从而实现了有限元分析与MonteCarb法的结合。     

填方边坡治理施工技术

以位于巴中城区内一填方边坡为研究对象,分段建立滑坡模型并计算稳定系数,结合不同工况给出了抗滑桩、桩板墙和挡土墙结合的综合性治理方案,并给出了施工方法和应注意事项,以期对相似条件的高填土边坡的治理提供依据。     

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。