基于动量平衡的三维滑坡涌浪最大近场波幅预测

滑坡体入水后诱发的涌浪可能会导致灾难性的后果,评估此类事件所带来的风险需要对涌浪特性(特别是近场区域)做出预测。从动量平衡角度出发,以滑坡冲击水体时的动量率作为涌浪产生的驱动力,并通过静水和波动条件假设实现滑坡向水体的动量传递,在三维散体滑坡背景下推导出涌浪最大近场波幅的理论表达式。建立水库滑坡涌浪三维物理模型,利用获得的实验数据与理论计算结果进行比较发现:(1)三维涌浪最大近场波幅远未达到孤波破碎界限,不会在生成区破碎;(2)当滑坡体入水后完全淹没时,近场最大波幅的理论计算值与实验值基本吻合,证明了理论表达式在深水滑坡中的有效性;(3)对于浅水滑坡,受淹没率影响,当水深小于临界水深时实验结果出现与理论曲线相反的变化趋势。在进一步通过Mohammed(2010)模型实验数据及龚家坊滑坡涌浪现场观测资料的验证后也得到了类似的结果。综合以上分析,滑坡涌浪近场波特性应分别从深水和浅水两种情况考虑,在讨论理论模型的适用范围之后,动量平衡表达式可为深水滑坡涌浪近场最大波幅的预测提供一种新的方法。     

某库区潜在滑坡涌浪计算与分析

针对失稳滑坡高速入水激起涌浪造成的地质危害,采用水科院经验公式法以及潘家铮法,讨论了某库区潜在滑坡不同水位时失稳产生的初始浪高、对岸浪高及不同距离处的最大浪高。通过对影响涌浪因素的敏感性分析,结论如下:库水位的变化对入水速度、初始浪高、对岸浪高的影响并不十分显著;入水速度的变化对滑坡涌浪高度的影响较显著;不同水位下,距离的变化对涌浪的影响并不十分显著;滑坡倾角的变化和内摩擦角的变化对涌浪高度的影响显著。     

碎裂岩体失稳产生涌浪原型物理相似试验研究

 崩滑体涌浪事件具有突发性和灾难性,且实测资料有限,原型物理相似试验研究这种涌浪现象是很好的方法。以三峡库区龚家方崩滑体涌浪事件为原型,探索构建三峡水库蓄水后干流上第一个涌浪大型物理相似试验模型,其长24 m,宽8 m,高1.3 m,几何相似比为1∶200。试验采用大理石材质、d50 = 1.47 mm的粗砂模拟碎裂岩体,利用波高仪、高速摄影机和爬高测试带监测河道内的水波变化过程,实施了以前缘入水速度为变量的6组涌浪试验。试验结果与龚家方涌浪事件调查结果对比表明,该试验方法可用于预测和研究类似碎裂岩体失稳产生涌浪问题。系列试验分析后,首次通过数据展示碎裂岩体失稳产生的涌浪在传播过程中波的追逐、叠加及反射波叠加等相互作用过程,精细地刻画了河道内涌浪传播和爬高衰减率的差异性。通过该原型模型系列试验,探讨碎裂岩体失稳产生涌浪模型试验的改进方向。采用的物理相似试验方法为碎裂岩体失稳产生涌浪研究提供了很好的借鉴,试验得到的数据及规律认识将为三峡库区类似岩质岸坡失稳产生涌浪预测提供极大的技术支撑。     

崩塌危岩体形成机制分析及防治措施研究

为准确掌握崩塌危岩体的形成机制及其防治措施,文中结合以往工程经验,分析了崩塌危岩体的影响因素及形成过程,并进一步开展了防治措施研究。分析结果表明,崩塌危岩体的影响因素相对较多,内在因素是危岩体形成的基础条件,外在因素是危岩体形成的必要条件,两者缺一不可,共同作用致使崩塌灾害发生。同时,崩塌危岩体的防治手段相对较多,可结合危岩体实际情况,采用多种措施综合治理,充分保证防治效果。     

危岩体结构面抗剪强度参数反演分析

以陕西彬县大佛寺石窟危岩体加固治理工程为背景,在研究大佛寺石窟岩质边坡危岩体工程地质特征的基础上,应用岩质边坡稳定性反演分析原理,对危岩体结构面抗剪强度参数进行了反演计算,并评价了相关参数对岩质边坡稳定安全系数的影响。结果表明:结构面抗剪强度参数c和φ值对危岩体的稳定性具有明显的影响,其中c值的敏感性强于φ值的敏感性。给出了彬县大佛寺石窟危岩体结构面抗剪强度指标的建议值:c=48 kPa,φ=27.67°,为危岩体的治理设计提供了参考价值。     

危岩崩塌地质灾害勘查与治理

危岩崩塌是山区常见的地质灾害,较多不利于结构面相互切割所形成的危险楔形体称为危岩体,较多危岩体堆积或集中在一起便产生危岩带,当危岩体(带)在一些不利因素的影响下发生崩塌,就会形成地质灾害.一旦发生崩塌现象,将造成严重破坏,危及人们的生命及财产安全.重庆地处山区,区域地质环境极其脆弱,是地质灾害易发地之一.在重庆市某部区...     

崩塌地质灾害治理分析与评价——以某处崩塌为例

通过对某危岩体崩塌实例的形成原因和机理的分析及对崩塌体发生、发展趋势的预测、崩塌体的稳定性和危害程度的评价和计算等,阐述崩塌地质灾害勘查的一般步骤和内容,对同类工作具有借鉴意义.     

地震诱发岩体崩塌的力学机制

危险岩体失稳崩塌是震时地震诱发的最严重的地质灾害类型之一,严重地制约着灾区灾后重建工作.然而目前有关地震诱发岩体崩塌的力学机制还不清晰,不能很好地给出相关危岩的诊断和防治措施.为此,基于震区危岩体实际结构特征,借助岩石断裂力学知识,从能量角度研究震时震波能量在危岩体上的输入与耗散机制,分析岩体裂缝失稳扩展的条件和过程,并给出扩展量的计算方法,明晰地震诱发岩体崩塌的力学机制.最后通过算例计算和展示,验证模型的合理性,阐明震时崩塌本质上是震波作用下危岩体裂缝扩展贯通的结果.     

滑坡不同入水速度对涌浪首浪影响数值模拟

将滑坡体概化为滑块,并给定其水下运动规律,结合UDF自定义函数对大型商业软件FLUENT进行二次开发,模拟仿真了滑块以不同初速度入水激发涌浪过程,对比分析了各工况下涌浪特性的差异。仿真分析结果表明:若将滑坡体概化为滑块,并给定滑块水下运动规律,激发得到的涌浪波形类似孤立波;不同入水速度激发的涌浪对比,速度越大,激发得到的涌浪高度越大,传播速度越快,传播过程衰减率越小;推移涌浪激发条件下,与y方向相比,滑块的动能更多的转化为涌浪x方向传播动能。将模拟仿真结果与理论计算比较,吻合较好。本文研究可以为滑坡涌浪的研究和山区合理涌浪次生灾害的防治提供一定的理论参考。     

基于固有频率的坠落危岩体稳定系数计算模型研究

坠落危岩体的稳定系数受后缘裂隙深度控制，而常规的静力学计算方法无法实时追踪裂隙深度的动态变化，如何实现实时获取当前危岩稳定系数仍是亟需解决的问题。基于修正Timoshenko梁理论建立岩梁动力学方程，将基岩与危岩体之间的关系比拟为半无限空间地基与基础的关系，进而基于动力基础半空间理论得到基岩对危岩体的动力学约束边界，结合约束边界条件及动力学方程通解推导得到危岩体固有频率解析解，建立固有频率与危岩体后缘裂隙深度之间的定量关系。基于固有频率与危岩体后缘裂隙深度关系，建立基于固有频率的动力学稳定系数计算模型。为验证算法正确性，将理论计算值与室内试验值进行对比，不同裂隙深度条件下一阶固有频率误差最大为3.3%，充分说明了危岩体固有频率算法的合理性与有效性。算法应用于宝泉抽水蓄电站，通过对常时微动的测量成功获取危岩体固有频率值，经过计算获得当前危岩体后缘裂隙深度，并计算得到当前危岩体稳定系数，实践证明，危岩体的固有频率具有可测性，为实现崩塌自动化监测提供理论借鉴，具有理论及市场前景。     

计算结构可靠指标的子域抽样法

提出了基于Monte Carlo法的用于结构可靠度计算的子域抽样法,其基本思想是以有界域模拟替代无界失效域。介绍了服从某种概率分布的变量在给定子区间内产生随机数的方法,并按照这种方法在选定的有界子区域内进行抽样模拟计算失效概率,并编制了仿真程序将抽样计算过程可视化。经算例验证,该算法抽样效率很高,且具有较高的模拟计算精度。     

基于截尾概率分布的基坑突涌模糊可靠度分析

岩土工程可靠度分析中,计算参数具有随机性,稳定性评价具有模糊性。传统的Monte Carlo模拟方法计算可靠度时,往往假定参数概率分布在正负无穷之间分布,与真实情况不符,而且其计算效率也往往较低。规范推荐的基坑突涌验算公式,计算结果往往偏于保守。引入截尾概率分布的确定方法,对参数概率分布进行截尾处理;提出拉丁超立方抽样与最大熵原理结合来确定结构响应概率分布的方法,并将其与模糊可靠度原理结合,构建了基于抽样模拟的模糊可靠度计算模型;推荐了考虑土体抗剪强度的突涌验算公式。将所提方法应用于某深基坑工程突涌分析中,其结果表明,基于截尾分布的抽样可以有效避免参数抽样值为负数的情况,所提计算模型效率明显优于传统的Monte Carlo模拟方法,模糊可靠度的计算结果比经典可靠度更符合工程实际情况。     

Reliability sensitivity method by line sampling

Reliability sensitivity refers to the derivative of the failure probability with respect to the distribution parameter of basic random variable. Conventionally, this requires repetitive evaluations of the failure probability for different distribution parameters, which is a direct but computationally expensive task. An efficient simulation algorithm is presented to perform reliability sensitivity analysis using the line sampling technique, which gives a good failure probability evaluation for high-dimensional problems and still presents a comparative one for low-dimensional problems. On the basis of the line sampling procedure for failure probability analysis, the concept and implementation are presented for reliability sensitivity. It is shown that the desired information about reliability sensitivity can be obtained by a very limited increase of computation effort based on the failure probability analysis by the line sampling technique. The presented reliability sensitivity algorithm is more efficient than the one based on the direct Monte Carlo technique, especially for cases where the failure probability is low and the number of random variables is large, which is illustrated by several examples. Additionally, limitations of the line sampling based reliability sensitivity method are demonstrated by a numerical example as well.     

Probability distribution of maximum wooden shore loads in multistory R.C. buildings

The first part of this paper describes a refined three-dimensional computer model that is capable of predicting the maximum wooden shore loads in a multistory R.C. Building during construction. This is followed by a sensitivity study of various factors influencing the maximum shore loads during the entire construction process. In this study, all significant factors are treated as random variables. Finally, using the Monte Carlo method, the probability distribution of maximum shore loads and the influence of various random factors are presented. Herein, only vertical static loading conditions and wooden shores are considered.     

基于Beta分布的改进的一次可靠度法研究

为了提高一次可靠度方法的计算精度和计算效率,文章利用Beta分布拟合了功能函数中的随机变量的概率分布,利用VBA语言给出了将Beta分布和对数正态分布转化为标准正态分布的方法,采用蒙特卡洛模拟法比较了采用不同概率分布的一次可靠度计算精度。算例分析表明:当功能函数中随机变量服从对数正态分布时,失效概率被高估;当随机变量服从正态分布时失效概率被低估。利用本文提出的Beta分布拟合随机变量的概率不仅大大提高了计算精度,而且在保证迭代收敛的前提下提高了计算效率。     

改进的Monte Carlo法应用于基坑可靠性分析

随着深基坑在城市建设中的发展,越来越多的学者关注基坑工程的可靠度问题,其中Monte Carlo法常被用于基坑可靠性分析,但传统的Monte Carlo法难以考虑各失效模式间的相关关系,且无法考虑随机变量间的互相关性。引入Sklar提出的Copula理论,其特点在于可以将任意一个联合分布函数分解为一个边缘分布函数和一个Copula函数,以此来描述变量间的相关关系。本文首先通过引入Copula理论描述各失效模式的相关关系,通过对算例的分析证明该方法比传统的Monte Carlo法更稳定高效;进一步使用Copula理论描述土的抗剪强度指标c,φ之间的相关关系,生成有相关关系的随机变量代替传统Monte Carlo法中的独立变量,使可靠性分析结果更加准确,通过工程实例证明考虑c,φ相关关系的基坑失效概率大幅降低,说明变量间的相关关系对可靠度分析的影响很大。     

盐岩地下储气库地表沉降风险失效概率的计算分析

盐岩地下储气库在运营过程中,因盐腔蠕变体积收缩引起地表沉降变形,从而对盐矿区地面设施(如建筑物、桥梁、路基等)产生不良影响,为了评估该影响,建立盐岩地下储气库地表沉降风险失效概率的计算方法,即：首先通过数值计算获得盐岩储气库的体积收缩率,然后通过SRAKA SCHOBER矿山法获得盐腔体积收缩引起的地表沉降,并建立地表沉降风险功能函数表达式,最后采用基于随机变量的蒙特卡洛方法可计算获得盐腔体积收缩引起的地表沉降风险失效概率。将该方法应用于金坛盐岩地下储气库,有效获得储气库体积收缩引发的地表沉降对盐矿区地面建筑的影响,为储气库区地面设施风险安全控制提供理论依据。     

一种非线性随机结构响应求解方法

提出了分析非线性随机结构响应的一种分段线性化方法。阐述了该方法的基本思想和处理方法,并给出了算例。结果表明,该解和Monte-Carlo模拟解十分吻合。     

郑州马头岗污水处理厂工程投资风险分析

郑州马头岗污水处理厂工程可行性研究采用计算机程序,对项目财务风险进行蒙特卡洛模拟分析。介绍了建设投资、经营成本、销售收入等三项风险变量及其概率分布的确定;详细叙述了蒙特卡洛模拟计算的具体过程和方法。最后通过对工程的投资风险分析得出项目可行的概率,为决策者提出风险建议,也为投资决策提供更全面的参考依据。     

基于二维随机场在圆弧曲线上局部平均化的边坡可靠度分析

土质参数随机场在边坡滑移面上局部平均后的"空间特性"值是控制边坡可靠性的主导因素。以边坡滑移面为圆弧为前提,基于随机场理论进行了公式推导,通过二维随机场在圆弧曲线上的一维局部平均得出了局部平均方差的计算式。以推导出的局部平均方差计算式为基础提出了适用于均质原状边坡的简便可靠度分析方法。方法首先通过少量确定性有限元分析经拟合得出极限状态曲线,然后经过一维局部平均方差计算边坡强度参数的"空间特性"统计指标,最后通过积分计算强度参数分布函数在极限状态曲线危险侧的面积得出边坡失稳概率。经与蒙特-卡罗随机有限元法进行对比表明,提出的基于二维随机场一维局部平均的边坡可靠度分析方法计算结果可靠,可为边坡可靠性分析提供一种新思路。