邊坡失效概率分布特性影響因素研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-21 14:40
受諸多因素的影響,邊坡失效概率不是定值,實(shí)際上是具有一定置信度水平的置信區(qū)間分布的.以無限邊坡為例,借助Bootstrap法判定抗剪強(qiáng)度參數(shù)最優(yōu)邊緣分布函數(shù),采用Copula函數(shù)描述抗剪強(qiáng)度參數(shù)間互相關(guān)性,構(gòu)建抗剪強(qiáng)度參數(shù)的聯(lián)合分布函數(shù),并從分布特性的角度研究了抗剪強(qiáng)度參數(shù)聯(lián)合分布函數(shù)、邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)及參數(shù)變異水平對(duì)邊坡失效概率的影響.研究表明:針對(duì)本算例,五類聯(lián)合分布函數(shù)所得失效概率相近,其中No.16函數(shù)所得失效概率相對(duì)較大,Gaussian函數(shù)所得結(jié)果相對(duì)較小, Copula加權(quán)組合函數(shù)所得失效概率精確度相對(duì)較高;隨著邊坡設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)的提高,則邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)取值不斷增加,邊坡失效概率逐漸減小且趨近于0;邊坡失效概率均隨δφ的增加而增加,隨δc的增加呈"增加-減小-增加"的趨勢,并且邊坡失效概率對(duì)內(nèi)摩擦角φ的變異水平較黏聚力c更為敏感.
【文章來源】:西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020年04期 北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
計(jì)算邊坡失效概率置信區(qū)間的流程圖
本算例為無限邊坡穩(wěn)定分析模型,如圖2所示,其中:土體參數(shù)來自文獻(xiàn)[20],具體數(shù)據(jù)如表1所示;c、φ分別為潛在滑動(dòng)面上土體的有效黏聚力和有效內(nèi)摩擦角;H為潛在滑動(dòng)面以上土層厚度;α為邊坡傾角;γ為天然重度.將H、α、γ視為確定量,分別為H=5 m、α=40°和γ=17 kN/m3.表1 抗剪強(qiáng)度參數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)[20]Tab.1 Test data of shear strength parameters 序號(hào) 黏聚力c/kPa 內(nèi)摩擦角φ/° 序號(hào) 黏聚力c/kPa 內(nèi)摩擦角φ/° 1 9 33 13 10 37 2 14 30 14 11 33 3 19 25 15 14 29 4 13 32 16 7 35 5 8 36 17 12 33 6 12 31 18 16 31 7 18 29 19 12 34 8 8 33 20 12 34 9 9 30 21 8 35 10 11 29 22 6 38 11 10 35 23 9 32 12 14 31 24 16 31
從圖4可以看出,當(dāng)Fs=Fst時(shí),邊坡失效概率均值隨Fst的增大而減小且逐漸趨近于0,這說明當(dāng)邊坡穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求的設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí),Fst越大,邊坡的失穩(wěn)可能性越小.當(dāng)穩(wěn)定性系數(shù)Fs>1時(shí),邊坡仍存在一定的失穩(wěn)可能性,所以規(guī)范中根據(jù)各工況設(shè)置相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)以增加工程的安全裕度是十分合理的,但當(dāng)Fst≥1.20時(shí),失效概率均值為0,若此時(shí)再提高邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行邊坡設(shè)計(jì),于邊坡工程的安全可靠性沒有實(shí)質(zhì)意義,且不利于邊坡工程的經(jīng)濟(jì)合理性,因此建議將《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330-2013)中的穩(wěn)定安全系數(shù)限值由1.35降為1.20,但由于考慮到失效概率存在一定的變異性,因此建議將穩(wěn)定安全系數(shù)限值改為1.25.4 不同抗剪強(qiáng)度參數(shù)變異水平對(duì)邊坡失效概率的影響
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于高斯過程回歸的響應(yīng)面法及邊坡可靠度分析[J]. 朱彬,裴華富,楊慶. 巖土工程學(xué)報(bào). 2019(S1)
[2]基于廣義可靠指標(biāo)相對(duì)安全率的巖土工程設(shè)計(jì)安全判據(jù)[J]. 李典慶,周強(qiáng),曹子君. 巖土力學(xué). 2019(10)
[3]考慮地層變異性和土體參數(shù)空間變異性的邊坡可靠度全概率設(shè)計(jì)方法[J]. 鄧志平,牛景太,潘敏,彭友文,崔猛. 巖土工程學(xué)報(bào). 2019(06)
[4]有限數(shù)據(jù)條件下邊坡可靠度分析的Bootstrap方法[J]. 唐小松,李典慶,曹子君,周創(chuàng)兵,方國光. 巖土力學(xué). 2016(03)
[5]基于Copula函數(shù)的巖土結(jié)構(gòu)物系統(tǒng)可靠度分析[J]. 張蕾,唐小松,李典慶,曹子君. 巖土力學(xué). 2016(01)
[6]參數(shù)特性及分布形式對(duì)邊坡穩(wěn)定可靠性的影響分析[J]. 黃景華,陳朝暉,莫玻,劉石虎,葉遇春. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2014(03)
[7]重力壩抗滑穩(wěn)定可靠度分析:(一)相對(duì)安全率方法[J]. 陳祖煜,徐佳成,孫平,吳超,王玉杰,陳立宏. 水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2012(03)
[8]重力壩抗滑穩(wěn)定可靠度分析:(二)強(qiáng)度指標(biāo)和分項(xiàng)系數(shù)的合理取值研究[J]. 陳祖煜,徐佳成,陳立宏,王玉杰,孫平,吳超. 水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2012(03)
[9]基于Copula函數(shù)的基樁荷載-位移雙曲線概率分析[J]. 唐小松,李典慶,周創(chuàng)兵,方國光. 巖土力學(xué). 2012(01)
[10]基于Spencer法的邊坡穩(wěn)定性可靠度指標(biāo)分析[J]. 鄭榮躍,梧松. 巖土力學(xué). 2006(01)
碩士論文
[1]小樣本巖土參數(shù)統(tǒng)計(jì)特征估計(jì)及邊坡穩(wěn)定可靠性分析[D]. 駱飛.西南交通大學(xué) 2017
[2]土體力學(xué)參數(shù)對(duì)土坡穩(wěn)定安全系數(shù)影響分析[D]. 張衛(wèi)民.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):2929998
【文章來源】:西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020年04期 北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
計(jì)算邊坡失效概率置信區(qū)間的流程圖
本算例為無限邊坡穩(wěn)定分析模型,如圖2所示,其中:土體參數(shù)來自文獻(xiàn)[20],具體數(shù)據(jù)如表1所示;c、φ分別為潛在滑動(dòng)面上土體的有效黏聚力和有效內(nèi)摩擦角;H為潛在滑動(dòng)面以上土層厚度;α為邊坡傾角;γ為天然重度.將H、α、γ視為確定量,分別為H=5 m、α=40°和γ=17 kN/m3.表1 抗剪強(qiáng)度參數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)[20]Tab.1 Test data of shear strength parameters 序號(hào) 黏聚力c/kPa 內(nèi)摩擦角φ/° 序號(hào) 黏聚力c/kPa 內(nèi)摩擦角φ/° 1 9 33 13 10 37 2 14 30 14 11 33 3 19 25 15 14 29 4 13 32 16 7 35 5 8 36 17 12 33 6 12 31 18 16 31 7 18 29 19 12 34 8 8 33 20 12 34 9 9 30 21 8 35 10 11 29 22 6 38 11 10 35 23 9 32 12 14 31 24 16 31
從圖4可以看出,當(dāng)Fs=Fst時(shí),邊坡失效概率均值隨Fst的增大而減小且逐漸趨近于0,這說明當(dāng)邊坡穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求的設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí),Fst越大,邊坡的失穩(wěn)可能性越小.當(dāng)穩(wěn)定性系數(shù)Fs>1時(shí),邊坡仍存在一定的失穩(wěn)可能性,所以規(guī)范中根據(jù)各工況設(shè)置相應(yīng)的穩(wěn)定安全系數(shù)以增加工程的安全裕度是十分合理的,但當(dāng)Fst≥1.20時(shí),失效概率均值為0,若此時(shí)再提高邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行邊坡設(shè)計(jì),于邊坡工程的安全可靠性沒有實(shí)質(zhì)意義,且不利于邊坡工程的經(jīng)濟(jì)合理性,因此建議將《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330-2013)中的穩(wěn)定安全系數(shù)限值由1.35降為1.20,但由于考慮到失效概率存在一定的變異性,因此建議將穩(wěn)定安全系數(shù)限值改為1.25.4 不同抗剪強(qiáng)度參數(shù)變異水平對(duì)邊坡失效概率的影響
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于高斯過程回歸的響應(yīng)面法及邊坡可靠度分析[J]. 朱彬,裴華富,楊慶. 巖土工程學(xué)報(bào). 2019(S1)
[2]基于廣義可靠指標(biāo)相對(duì)安全率的巖土工程設(shè)計(jì)安全判據(jù)[J]. 李典慶,周強(qiáng),曹子君. 巖土力學(xué). 2019(10)
[3]考慮地層變異性和土體參數(shù)空間變異性的邊坡可靠度全概率設(shè)計(jì)方法[J]. 鄧志平,牛景太,潘敏,彭友文,崔猛. 巖土工程學(xué)報(bào). 2019(06)
[4]有限數(shù)據(jù)條件下邊坡可靠度分析的Bootstrap方法[J]. 唐小松,李典慶,曹子君,周創(chuàng)兵,方國光. 巖土力學(xué). 2016(03)
[5]基于Copula函數(shù)的巖土結(jié)構(gòu)物系統(tǒng)可靠度分析[J]. 張蕾,唐小松,李典慶,曹子君. 巖土力學(xué). 2016(01)
[6]參數(shù)特性及分布形式對(duì)邊坡穩(wěn)定可靠性的影響分析[J]. 黃景華,陳朝暉,莫玻,劉石虎,葉遇春. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2014(03)
[7]重力壩抗滑穩(wěn)定可靠度分析:(一)相對(duì)安全率方法[J]. 陳祖煜,徐佳成,孫平,吳超,王玉杰,陳立宏. 水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2012(03)
[8]重力壩抗滑穩(wěn)定可靠度分析:(二)強(qiáng)度指標(biāo)和分項(xiàng)系數(shù)的合理取值研究[J]. 陳祖煜,徐佳成,陳立宏,王玉杰,孫平,吳超. 水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2012(03)
[9]基于Copula函數(shù)的基樁荷載-位移雙曲線概率分析[J]. 唐小松,李典慶,周創(chuàng)兵,方國光. 巖土力學(xué). 2012(01)
[10]基于Spencer法的邊坡穩(wěn)定性可靠度指標(biāo)分析[J]. 鄭榮躍,梧松. 巖土力學(xué). 2006(01)
碩士論文
[1]小樣本巖土參數(shù)統(tǒng)計(jì)特征估計(jì)及邊坡穩(wěn)定可靠性分析[D]. 駱飛.西南交通大學(xué) 2017
[2]土體力學(xué)參數(shù)對(duì)土坡穩(wěn)定安全系數(shù)影響分析[D]. 張衛(wèi)民.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):2929998
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