基于Copula函數(shù)的巖土結(jié)構(gòu)物系統(tǒng)可靠度分析
發(fā)布時間：2021-06-17 01:35
研究了基于Copula函數(shù)的抗剪強(qiáng)度參數(shù)聯(lián)合分布模型對巖土結(jié)構(gòu)物系統(tǒng)可靠度的影響規(guī)律,揭示了抗剪強(qiáng)度參數(shù)間相關(guān)結(jié)構(gòu)對巖土結(jié)構(gòu)物系統(tǒng)可靠度影響的過程。介紹了不完備概率信息條件下基于Copula函數(shù)的抗剪強(qiáng)度參數(shù)聯(lián)合分布模型構(gòu)造方法,提出了Copula理論框架下巖土結(jié)構(gòu)物系統(tǒng)失效概率計算的蒙特卡羅模擬方法,以典型巖土結(jié)構(gòu)物如擋土墻和巖質(zhì)邊坡為例研究了Copula函數(shù)對系統(tǒng)可靠度的影響。結(jié)果表明:Copula函數(shù)為不完備概率信息條件下抗剪強(qiáng)度參數(shù)聯(lián)合分布模型的構(gòu)建提供了一種有效的工具。不完備概率信息條件下巖土結(jié)構(gòu)物系統(tǒng)可靠度不唯一,不同Copula函數(shù)計算的系統(tǒng)失效概率差別非常大,這種差別在實際工程可靠度設(shè)計中應(yīng)該引起重視。Copula函數(shù)對系統(tǒng)可靠度的影響分為兩個機(jī)制不同的階段,首先是參數(shù)間相關(guān)結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)中單一失效模式可靠度的影響,其次是每一個失效模式對系統(tǒng)可靠度的影響。
【文章來源】：巖土力學(xué). 2016,37(01)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
抗剪強(qiáng)度參數(shù)聯(lián)合概率密度函數(shù)的等概率密度線對比
表失效區(qū)域，Gaussian、Frank、Plackett和No.16Copula落入該區(qū)域的點數(shù)分別為1、5、6和30，這些結(jié)果定性地展現(xiàn)出不同Copula函數(shù)在不完備概率信息條件下計算的巖土結(jié)構(gòu)物系統(tǒng)失效概率間的差別。此外，由于No.16Copula函數(shù)具有下尾相關(guān)性，因此，No.16Copula函數(shù)模擬數(shù)據(jù)落入?yún)^(qū)域Ⅰ內(nèi)的散點數(shù)目也最多，這更好地解釋了算例中No.16Copula函數(shù)計算的系統(tǒng)失效概率最大的原因。黏聚力c/kPa(a)GaussianCopula與FrankCopula黏聚力c/kPa(b)GaussianCopula與PlackettCopula黏聚力c/kPa(c)GaussianCopula與No.16Copula圖5抗剪強(qiáng)度參數(shù)聯(lián)合概率密度函數(shù)的等概率密度線對比Fig.5ComparisonofPDFisolinesofshearstrengthparametersamongvariousCopulas(a)GaussianCopula(b)FrankCopula(c)PlackettCopula(d)No.16Copula圖6不同Copula函數(shù)模擬的c和的散點圖Fig.6ScatterplotsofsimulatedsamplesofshearstrengthparametersforvariousCopulas3.2巖質(zhì)邊坡3.2.1計算模型下面進(jìn)一步以圖7所示的楔形體巖質(zhì)邊坡[1]為051015202530351015202530354045502.01.61.31.0黏聚力c/kPa摩內(nèi)角擦(/°)IIIIIIIVVIIIIIIIVV—N=30—N=42—N=78—N=238—N=612051015202530351015202530354045502.01.61.31.0黏聚力c/kPa摩內(nèi)角擦(/°)IIIIIIIVVIIIIIIIVV—N=6—N=48—N=120—N=261—N=565051015202530351015202530354045502.01.61.31.0黏聚力c/kPaIIIIIIIVV摩內(nèi)角擦(/°)IIIIIIIVV—N=5—N=48—N=124—N=260—N=563051015202530351015202530354045
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Copula理論的粗粒土滲透破壞臨界水力比降估值[J]. 黃達(dá),曾彬,顧東明. 巖土力學(xué). 2015(05)
[2]基于Copula函數(shù)的土體抗剪強(qiáng)度參數(shù)二維分布模型[J]. 張蕾,唐小松,李典慶. 土木工程與管理學(xué)報. 2013(02)
[3]基于Copula函數(shù)的抗剪強(qiáng)度參數(shù)間相關(guān)性模擬及邊坡可靠度分析[J]. 唐小松,李典慶,周創(chuàng)兵,方國光. 巖土工程學(xué)報. 2012(12)
[4]多滑面邊坡的可靠性分析[J]. 譚曉慧. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2001(06)
本文編號：3234191
【文章來源】：巖土力學(xué). 2016,37(01)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：10 頁
【部分圖文】：
抗剪強(qiáng)度參數(shù)聯(lián)合概率密度函數(shù)的等概率密度線對比
表失效區(qū)域，Gaussian、Frank、Plackett和No.16Copula落入該區(qū)域的點數(shù)分別為1、5、6和30，這些結(jié)果定性地展現(xiàn)出不同Copula函數(shù)在不完備概率信息條件下計算的巖土結(jié)構(gòu)物系統(tǒng)失效概率間的差別。此外，由于No.16Copula函數(shù)具有下尾相關(guān)性，因此，No.16Copula函數(shù)模擬數(shù)據(jù)落入?yún)^(qū)域Ⅰ內(nèi)的散點數(shù)目也最多，這更好地解釋了算例中No.16Copula函數(shù)計算的系統(tǒng)失效概率最大的原因。黏聚力c/kPa(a)GaussianCopula與FrankCopula黏聚力c/kPa(b)GaussianCopula與PlackettCopula黏聚力c/kPa(c)GaussianCopula與No.16Copula圖5抗剪強(qiáng)度參數(shù)聯(lián)合概率密度函數(shù)的等概率密度線對比Fig.5ComparisonofPDFisolinesofshearstrengthparametersamongvariousCopulas(a)GaussianCopula(b)FrankCopula(c)PlackettCopula(d)No.16Copula圖6不同Copula函數(shù)模擬的c和的散點圖Fig.6ScatterplotsofsimulatedsamplesofshearstrengthparametersforvariousCopulas3.2巖質(zhì)邊坡3.2.1計算模型下面進(jìn)一步以圖7所示的楔形體巖質(zhì)邊坡[1]為051015202530351015202530354045502.01.61.31.0黏聚力c/kPa摩內(nèi)角擦(/°)IIIIIIIVVIIIIIIIVV—N=30—N=42—N=78—N=238—N=612051015202530351015202530354045502.01.61.31.0黏聚力c/kPa摩內(nèi)角擦(/°)IIIIIIIVVIIIIIIIVV—N=6—N=48—N=120—N=261—N=565051015202530351015202530354045502.01.61.31.0黏聚力c/kPaIIIIIIIVV摩內(nèi)角擦(/°)IIIIIIIVV—N=5—N=48—N=124—N=260—N=563051015202530351015202530354045
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Copula理論的粗粒土滲透破壞臨界水力比降估值[J]. 黃達(dá),曾彬,顧東明. 巖土力學(xué). 2015(05)
[2]基于Copula函數(shù)的土體抗剪強(qiáng)度參數(shù)二維分布模型[J]. 張蕾,唐小松,李典慶. 土木工程與管理學(xué)報. 2013(02)
[3]基于Copula函數(shù)的抗剪強(qiáng)度參數(shù)間相關(guān)性模擬及邊坡可靠度分析[J]. 唐小松,李典慶,周創(chuàng)兵,方國光. 巖土工程學(xué)報. 2012(12)
[4]多滑面邊坡的可靠性分析[J]. 譚曉慧. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2001(06)
本文編號：3234191
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