邊坡的穩(wěn)定性研究對于滑坡災(zāi)害的防治尤為重要,為了更為準確的對邊坡穩(wěn)定性問題作出解答,有必要在邊坡的穩(wěn)定性分析過程中考慮由環(huán)境、統(tǒng)計、模型等因素所產(chǎn)生的不確定性。現(xiàn)階段對邊坡可靠度問題的研究中大多數(shù)僅考慮了隨機參數(shù)分布的不確定性,但大多忽略了土性參數(shù)的空間各向異性這一不確定性因素,因此得到的結(jié)果存在著一定誤差。本文首先通過強度折減法計算分析邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù),建立了基于Hermite多項式展開的邊坡可靠度隨機響應(yīng)面法分析模型,開展了不同巖土層抗剪強度參數(shù)相關(guān)性對邊坡安全系數(shù)均值和標準差以及穩(wěn)定失效概率的影響程度研究,進一步提出了邊坡隨機場計算模型,分析了土性參數(shù)的空間各向異性對邊坡可靠度的影響。主要研究內(nèi)容如下:(1)為了計算分析邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù),闡明了邊坡穩(wěn)定性分析的強度折減法計算原理,建立了邊坡穩(wěn)定性分析FLAC~(3D)有限差分計算模型,并與極限平衡法進行對比分析。邊坡穩(wěn)定性分析結(jié)果表明:強度折減法與極限平衡法計算結(jié)果較為接近,說明了邊坡穩(wěn)定性分析FLAC~(3D)有限差分計算模型的可靠性。(2)結(jié)合拉丁超立方抽樣和Nataf變換,建立了基于Hermite多項式展開的邊坡可靠度隨機響應(yīng)面法分析模型,分析了三層巖土邊坡的邊坡可靠度問題,該模型既能夠滿足計算精度,同時能夠有效提高計算效率。以此模型為基礎(chǔ)研究了邊坡不同巖土層抗剪強度參數(shù)相關(guān)性對邊坡安全系數(shù)均值和標準差以及穩(wěn)定失效概率的影響程度。結(jié)果表明:不同巖土層的抗剪強度參數(shù)相關(guān)性對邊坡安全系數(shù)均值的影響程度較小,對邊坡安全系數(shù)標準差以及失效概率的影響程度存在較大差異,且隨相關(guān)性的增強,總體呈下降趨勢。(3)為了研究土性參數(shù)的空間各向異性對邊坡可靠度的影響,采用C++語言通過局部平均法對二維隨機場進行離散,得到協(xié)方差矩陣;輸入?yún)?shù)的均值與標準差,建立了邊坡隨機場計算模型。結(jié)合強度折減法和隨機響應(yīng)面法與Monte-Carlo法,對比分析了隨機場模型下相關(guān)距離以及土體粘聚力、內(nèi)摩擦角變異系數(shù)對邊坡可靠度的影響規(guī)律。結(jié)果表明:隨機場計算模型下,對于相同土體粘聚力變異系數(shù)以及內(nèi)摩擦角變異系數(shù),隨模型相關(guān)距離增大,邊坡失效概率隨之增大;在隨機場計算模型相關(guān)距離相同時,邊坡失效概率隨著土體粘聚力變異系數(shù)或者內(nèi)摩擦角變異系數(shù)的增大而呈現(xiàn)出上升趨勢;相較與水平方向,隨機場計算模型中垂直方向的相關(guān)距離變化對可靠度的影響程度更為明顯。
【學(xué)位單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU43;P642.22
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 邊坡穩(wěn)定性分析研究現(xiàn)狀
        1.2.2 邊坡可靠度分析方法研究
    1.3 問題的提出
    1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
第2章 邊坡可靠度分析基本理論
    2.1 引言
    2.2 極限平衡法
        2.2.1 極限平衡法基本原理
        2.2.2 條分法原理
        2.2.3 瑞典圓弧法
        2.2.4 簡化Bishop法
        2.2.5 Morgenstern-Price法
    2.3 有限差分強度折減法
        2.3.1 安全系數(shù)
        2.3.2 本構(gòu)模型
        2.3.3 邊坡穩(wěn)定性分析判別
    2.4 基于強度折減法的邊坡穩(wěn)定性分析
    2.5 算例分析
        2.5.1 基于強度折減法的邊坡穩(wěn)定性計算
        2.5.2 基于極限平衡法的邊坡穩(wěn)定性計算
    2.6 可靠度分析的原理與方法
        2.6.1 響應(yīng)面法
        2.6.2 蒙特卡洛法
        2.6.3 一次二階矩法
第3章 基于隨機響應(yīng)面法的邊坡穩(wěn)定性可靠度分析
    3.1 引言
    3.2 隨機響應(yīng)面法理論依據(jù)
        3.2.1 LHS抽樣
        3.2.2 隨機響應(yīng)面法
    3.3 基于Hermite多項式展開的邊坡穩(wěn)定性可靠度分析計算
    3.4 算例分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 隨機場模型下相關(guān)距離及參數(shù)變異系數(shù)對邊坡可靠度的影響
    4.1 引言
    4.2 隨機場基本理論
        4.2.1 隨機場的數(shù)字特征
        4.2.2 隨機場的離散
    4.3 土性參數(shù)的空間各向異性
    4.4 隨機場模型下邊坡可靠度計算
    4.5 算例分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 隨機場離散相關(guān)代碼

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5 ;國際邊坡工程會議2003年12月8日在香港召開[J];巖土力學(xué);2004年01期

6 ;會訊[J];煤炭科學(xué)技術(shù);1987年03期

7 孫秀華;毛國瑞;;燃燒劑在邊坡控制爆破工程上的應(yīng)用[J];爆破器材;1987年02期

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本文編號：2863739