基于隨機(jī)響應(yīng)面法的邊坡穩(wěn)定性可靠度及其敏感性分析.pdf

1、邊坡工程在設(shè)計(jì)施工和防治過(guò)程中其賦存環(huán)境和材料參數(shù)等存在諸多不確定性。為了考慮各種不確定性因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，有必要開(kāi)展邊坡穩(wěn)定性可靠度及其敏感性分析，為邊坡工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及控制管理提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。鑒于傳統(tǒng)的單一安全系數(shù)評(píng)價(jià)方法無(wú)法考慮諸多不確定性對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，為科學(xué)合理的對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)合邊坡數(shù)值分析和可靠度分析等理論及方法，以失效概率和可靠度指標(biāo)為安全評(píng)價(jià)指標(biāo)，從邊坡穩(wěn)定、變形和系統(tǒng)可靠度等方面對(duì)邊坡穩(wěn)定

2、性可靠度進(jìn)行多維度分析評(píng)估，并探討了邊坡材料力學(xué)參數(shù)相關(guān)性及變異性對(duì)邊坡可靠度的影響規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)結(jié)合拉丁超立方抽樣(Latin Hypercube Sampling，LHS)和Nataf變換，建立了基于多項(xiàng)式混沌展開(kāi)(Polynomial Chaos Expansion，PCE)的邊坡可靠度隨機(jī)響應(yīng)面法分析模型，分析了三層巖土邊坡和含軟弱結(jié)構(gòu)面巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定可靠度問(wèn)題?；赑CE的隨機(jī)響應(yīng)面法可充分利用現(xiàn)有數(shù)

3、值分析軟件，且能夠有效提高計(jì)算效率并滿(mǎn)足計(jì)算精度。采用隨機(jī)響應(yīng)面法研究了巖土體抗剪強(qiáng)度參數(shù)相關(guān)性對(duì)邊坡可靠度的影響，并對(duì)比分析了常見(jiàn)的抽樣配點(diǎn)方法對(duì)邊坡隨機(jī)響應(yīng)面的抽樣計(jì)算效果。
　　(2)在總結(jié)巖質(zhì)邊坡最大允許變形量確定方法的基礎(chǔ)上，采用基于PCE的隨機(jī)響應(yīng)面法對(duì)含軟弱結(jié)構(gòu)面巖質(zhì)邊坡進(jìn)行了變形可靠度分析，研究了邊坡變形失效概率與最大允許變形量取值之間的數(shù)學(xué)關(guān)系以及隨機(jī)輸入?yún)?shù)變異性對(duì)邊坡變形可靠度的影響規(guī)律。
　　(3)考

4、慮邊坡多個(gè)潛在失效模式之間的相關(guān)性，建立了基于隨機(jī)響應(yīng)面法和條件概率的邊坡系統(tǒng)可靠度分析模型，對(duì)含軟弱結(jié)構(gòu)面巖質(zhì)邊坡進(jìn)行了系統(tǒng)穩(wěn)定和變形可靠度分析。結(jié)果表明本文所提方法可獲得更準(zhǔn)確的邊坡系統(tǒng)可靠度計(jì)算結(jié)果，采用考慮多失效模式相關(guān)的條件概率方法所得邊坡系統(tǒng)失效概率比僅考慮單一失效模式所得失效概率結(jié)果偏大。
　　(4)提出了基于隨機(jī)響應(yīng)面法和JC法的邊坡可靠度敏感性分析方法。在采用隨機(jī)響應(yīng)面法獲得邊坡功能函數(shù)近似顯式表達(dá)式的基礎(chǔ)上，結(jié)