基于概率配點(diǎn)法的巖石破壞行為不確定性分析.pdf

1、隨著礦產(chǎn)資源勘探開(kāi)發(fā)、能源開(kāi)發(fā)、交通運(yùn)輸工程、核廢物深地質(zhì)處置工程以及城市建設(shè)和地下空間發(fā)展的需要，巖石工程的規(guī)模越來(lái)越大，所涉及的巖石力學(xué)問(wèn)題也越來(lái)越復(fù)雜，并對(duì)巖石力學(xué)提出了更高的要求，使巖石力學(xué)面臨許多前所未有的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，急需發(fā)展和提高巖石力學(xué)理論和方法的研究水平，以適應(yīng)工程實(shí)踐的需要。
　　 巖石材料的非均質(zhì)性是導(dǎo)致巖石力學(xué)問(wèn)題復(fù)雜性的重要原因之一，巖體力學(xué)參數(shù)在空間域上呈現(xiàn)出高度的非均質(zhì)性和各向異性，直接影響巖石材料的

2、力學(xué)性能，導(dǎo)致材料的力學(xué)性能存在不確定性。而采用傳統(tǒng)的確定性力學(xué)模型，明顯與實(shí)際狀況不符合。因此，研究分析系統(tǒng)中的不確定性問(wèn)題有著重要的實(shí)際意義和理論價(jià)值，需要引入隨機(jī)場(chǎng)的理論和方法來(lái)表征巖石材料復(fù)雜的力學(xué)行為。因而，將隨機(jī)系統(tǒng)分析方法和巖土工程數(shù)值模擬相結(jié)合，充分考慮巖土力學(xué)參數(shù)在空間域上的變異性，并建立一種適應(yīng)于巖土工程的隨機(jī)分析理論及相應(yīng)的計(jì)算方法，已成為客觀需要和發(fā)展趨勢(shì)。
　　 本文引入了基于Karhunen-Loev

3、e展開(kāi)的概率配點(diǎn)法(Probability CollocationMethod，簡(jiǎn)稱PCM)，并與巖石破裂過(guò)程分析的彈塑性細(xì)胞自動(dòng)機(jī)(EPCA)數(shù)值模擬系統(tǒng)進(jìn)行解耦，來(lái)對(duì)巖石的破壞行為進(jìn)行隨機(jī)分析。該方法采用Karhunen-Loeve展開(kāi)來(lái)分解隨機(jī)輸入場(chǎng)，用混沌多項(xiàng)式來(lái)表示隨機(jī)輸出場(chǎng)，采用概率配點(diǎn)法生成配點(diǎn)，從而使問(wèn)題變成在各個(gè)配點(diǎn)處的確定性問(wèn)題，再求解確定性方程組，最終得到輸出域的統(tǒng)計(jì)。通過(guò)一系列巖石在加載條件下的彈性、彈塑性和彈脆