考慮參數(shù)空間變異性的邊坡系統(tǒng)可靠度分析
本文選題:邊坡 + 空間變異性; 參考:《應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào)》2014年05期
【摘要】:在考慮土體參數(shù)空間變異性基礎(chǔ)上,提出了基于多重隨機(jī)響應(yīng)面法的邊坡系統(tǒng)可靠度分析方法,同時(shí)建議了一種新的代表性滑動(dòng)面搜索方法.采用Karhunen-Loève展開(kāi)方法離散二維相關(guān)非高斯隨機(jī)場(chǎng),通過(guò)Hermite隨機(jī)多項(xiàng)式展開(kāi)近似代表性滑動(dòng)面安全系數(shù)與土體參數(shù)間的非線性隱式函數(shù)關(guān)系,在此基礎(chǔ)上采用直接蒙特卡洛模擬計(jì)算邊坡系統(tǒng)失效概率.研究了所提方法在考慮參數(shù)空間變異性的邊坡系統(tǒng)可靠度分析中的應(yīng)用.結(jié)果表明,提出的基于多重隨機(jī)響應(yīng)面法的系統(tǒng)可靠度分析方法為考慮參數(shù)空間變異性的邊坡系統(tǒng)可靠度問(wèn)題提供了一條有效的分析途徑.提出的代表性滑動(dòng)面確定方法具有較高的計(jì)算精度和效率,無(wú)需單獨(dú)計(jì)算滑動(dòng)面安全系數(shù)間的相關(guān)性,而且能夠有效地計(jì)算低概率水平的邊坡系統(tǒng)可靠度.邊坡系統(tǒng)失效概率隨著抗剪強(qiáng)度參數(shù)變異性和垂直相關(guān)距離的增大而增加、隨著抗剪強(qiáng)度參數(shù)間負(fù)相關(guān)性的增加而減小.此外,忽略土體參數(shù)空間變異性會(huì)明顯高估邊坡系統(tǒng)失效概率.
[Abstract]:On the basis of considering the spatial variability of soil parameters, the reliability analysis method of slope system based on multiple random response surface method is proposed, and a new search method of representative sliding surface is proposed. The Karhunen-Lo 貓 ve expansion method is used to discretize the two-dimensional correlated non-Gao Si random fields, and the nonlinear implicit function between the safety factor of the representative sliding surface and the soil parameters is expanded by the Hermite stochastic polynomial. On this basis, direct Monte Carlo simulation is used to calculate the failure probability of slope system. The application of the proposed method to the reliability analysis of slope system considering parameter spatial variability is studied. The results show that the proposed method of system reliability analysis based on multiple random response surface method provides an effective way to analyze the reliability of slope system considering the variability of parameter space. The proposed method has high calculation accuracy and efficiency, and does not need to calculate the correlation between the safety factors of sliding surface separately, and it can effectively calculate the reliability of slope system with low probability level. The failure probability of slope system increases with the increase of shear strength parameter variability and vertical correlation distance, and decreases with the increase of negative correlation between shear strength parameters. In addition, ignoring the spatial variability of soil parameters obviously overestimates the failure probability of slope system.
【作者單位】: 武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;武漢大學(xué)水工巖石力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;香港科技大學(xué)土木與環(huán)境工程系;
【基金】:國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目(51225903) 國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃973項(xiàng)目(2011CB013506) 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51329901)
【分類(lèi)號(hào)】:TU43
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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