结构面力学参数空间变异性表征及边坡可靠性分析

复杂的岩体结构使得岩体参数空间变异性表征与土体参数具有显著的差别。目前针对高度碎裂化/强风化和单结构面占优岩体的参数空间变异性表征及边坡可靠性研究较多，然而关于楔形体和反倾岩体的参数空间变异性表征及边坡可靠性研究非常有限。提出针对楔形体和反倾岩体的边坡结构面力学参数空间变异性表征及可靠性分析方法，并系统统计不同类型岩体力学参数的相关距离和波动范围的取值范围，编写参数空间变异性表征及边坡概率稳定性分析与FLAC3D软件的接口程序，基于反向传播(BP)神经网络构建边坡安全系数与结构面参数随机场向量之间的映射函数关系式，进而采用非侵入式随机有限差分法调查结构面力学参数空间变异性对边坡失效概率的影响规律。结果表明：不同岩体力学参数的相关距离和波动范围的取值范围存在一定的差别，指数型自相关函数是应用最为广泛的理论自相关函数。通过方向模拟和直接蒙特卡洛模拟方法验证提出方法的有效性，表明提出方法具有较高的计算精度和效率，可为楔形体或反倾岩体结构面力学参数空间变异性表征及边坡可靠性分析提供一种有效的途径。此外，忽略结构面参数的空间变异性会高估边坡失效概率，进而导致保守的边坡加固设计方案。