發(fā)布時(shí)間：2017-04-03 18:00

  本文關(guān)鍵詞：Kriging法在飽和—非飽和土石壩壩坡穩(wěn)定可靠度分析中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：土石壩壩坡穩(wěn)定性分析常作為土石壩工程安全評(píng)價(jià)的重要依據(jù),然而非飽和滲流條件下壩坡穩(wěn)定分析一直是水利工程中的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。鑒于傳統(tǒng)的單一安全系數(shù)法無(wú)法定量分析眾多不確定性因素對(duì)壩坡穩(wěn)定性的影響,本文為客觀有效的對(duì)壩坡穩(wěn)定進(jìn)行安全評(píng)價(jià),將基于概率統(tǒng)計(jì)理論,引入Kriging方法,以失效概率及可靠度指標(biāo)對(duì)土石壩壩坡安全性進(jìn)行評(píng)估,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于Van Genuchten滲流模型理論、抗剪強(qiáng)度理論和畢肖普方法建立了壩坡安全系數(shù)計(jì)算公式,進(jìn)而建立考慮參數(shù)不確定性的壩坡穩(wěn)定可靠度分析功能函數(shù),最后利用蒙特卡羅模擬法(MCS)研究了穩(wěn)定滲流條件下飽和—非飽和土石壩壩坡穩(wěn)定可靠度問題,研究成果較好地揭示了滲流條件下土石壩壩坡穩(wěn)定性及可靠度變化規(guī)律。(2)發(fā)展了基于Kriging的土石壩壩坡可靠度分析方法,識(shí)別了對(duì)壩坡穩(wěn)定具有重要影響的隨機(jī)變量,利用拉丁超立方抽樣(LHS)和軟件GEOSTUDIO編寫了邊坡穩(wěn)定性分析批處理程序,通過(guò)選定適當(dāng)?shù)幕貧w模型及相關(guān)函數(shù)建立了壩坡穩(wěn)定Kriging代理模型,系統(tǒng)探討了穩(wěn)定滲流條件下飽和—非飽和土石壩壩坡穩(wěn)定可靠度問題。本文所提方法具有較高的計(jì)算效率,只需幾十次運(yùn)算便可獲得較為精確的計(jì)算結(jié)果,然而常用的MCS需要進(jìn)行成千上萬(wàn)次有限元分析,從而為穩(wěn)定滲流條件下土石壩壩坡穩(wěn)定可靠度分析提供一個(gè)有效的工具。(3)建立考慮壩體材料參數(shù)空間變異性的壩坡可靠度分析方法,基于隨機(jī)場(chǎng)理論,發(fā)展了相關(guān)非高斯參數(shù)隨機(jī)場(chǎng)離散的Karhunen-Loève(K-L)級(jí)數(shù)展開方法,將考慮材料空間變異性的壩坡可靠度問題轉(zhuǎn)化為含多個(gè)隨機(jī)變量的經(jīng)典結(jié)構(gòu)可靠度問題進(jìn)行,然后同樣建立壩坡穩(wěn)定Kriging代理模型,研究了提出方法在考慮壩體材料參數(shù)空間變異性的穩(wěn)定滲流條件下飽和—非飽和土石壩壩坡穩(wěn)定可靠度分析中的應(yīng)用,結(jié)果表明本文所提方法可有效考慮壩體材料參數(shù)的空間變異性對(duì)壩坡穩(wěn)定性的影響。
【關(guān)鍵詞】：土石壩 穩(wěn)定 可靠度 Kriging模型 隨機(jī)場(chǎng) 蒙特卡羅模擬
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV641
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 選題的意義及背景9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 土石壩壩坡滲流穩(wěn)定研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 土石壩壩坡穩(wěn)定可靠度研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 問題的提出15
• 1.4 本文的主要內(nèi)容15-18
• 第2章 土石壩壩坡穩(wěn)定可靠度分析基本理論18-29
• 2.1 概述18
• 2.2 土石壩壩坡失穩(wěn)特點(diǎn)及成因機(jī)理18-19
• 2.3 壩坡穩(wěn)定可靠度分析基本原理19-26
• 2.3.1 土石壩壩坡穩(wěn)定分析法19-21
• 2.3.2 壩坡穩(wěn)定極限狀態(tài)方程21-23
• 2.3.3 失效概率23-24
• 2.3.4 可靠度及可靠指標(biāo)24-26
• 2.4 壩坡穩(wěn)定可靠度分析方法26-29
• 第3章 穩(wěn)定滲流條件下的飽和-非飽和土石壩壩坡穩(wěn)定可靠度分析29-42
• 3.1 概述29
• 3.2 滲流基本理論29-32
• 3.2.1 達(dá)西定律29-30
• 3.2.2 穩(wěn)定滲流基本微分方程30-31
• 3.2.3 飽和-非飽和滲流方程31-32
• 3.3 非飽和滲流特性函數(shù)32-35
• 3.3.1 體積含水量函數(shù)及其估算法32-34
• 3.3.2 滲透系數(shù)函數(shù)及其估算法34-35
• 3.4 算例分析35-41
• 3.4.1 基本資料35-38
• 3.4.2 計(jì)算工況38
• 3.4.3 壩坡穩(wěn)定可靠度分析流程38-39
• 3.4.4 穩(wěn)定滲流條件下的壩坡可靠度結(jié)果分析39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 基于Kriging法的飽和-非飽和土石壩壩坡穩(wěn)定可靠度分析42-68
• 4.1 概述42
• 4.2 Kriging方法的基本理論42-48
• 4.2.1 Kriging方法簡(jiǎn)介42-43
• 4.2.2 Kriging模型的建立43-47
• 4.2.3 基于Kriging方法的結(jié)構(gòu)可靠度分析基本流程47-48
• 4.3 拉丁超立方抽樣（LHS）方法基本原理48-50
• 4.4 Nataf變換方法基本原理50-53
• 4.5 算例分析53-66
• 4.5.1 基本資料53-54
• 4.5.2 計(jì)算工況54-55
• 4.5.3 壩坡可靠度分析流程55-56
• 4.5.4 最佳樣本點(diǎn)的選取56-60
• 4.5.5 各工況的下游壩坡可靠度結(jié)果分析60-63
• 4.5.6 參數(shù)相關(guān)性對(duì)壩坡可靠度的影響63-64
• 4.5.7 參數(shù)變異性對(duì)壩坡可靠度的影響64-66
• 4.6 本章小結(jié)66-68
• 第5章 考慮參數(shù)空間變異的飽和-非飽和土石壩壩坡可靠度分析68-87
• 5.1 概述68
• 5.2 隨機(jī)場(chǎng)基本理論68-71
• 5.2.1 隨機(jī)場(chǎng)模型68-69
• 5.2.2 相關(guān)函數(shù)69-71
• 5.2.3 相關(guān)距離及波動(dòng)范圍71
• 5.3 相關(guān)非高斯隨機(jī)場(chǎng)的離散71-74
• 5.3.1 Karhunen-Loeve級(jí)數(shù)展開法71-72
• 5.3.2 基于K-L級(jí)數(shù)展開法的相關(guān)非高斯隨機(jī)場(chǎng)離散72-74
• 5.4 算例分析74-86
• 5.4.1 基本資料74-76
• 5.4.2 模型的計(jì)算工況76
• 5.4.3 壩坡可靠度分析流程76-78
• 5.4.4 各工況下飽和—非飽和土石壩下游壩坡穩(wěn)定可靠度分析78-82
• 5.4.5 變異系數(shù)對(duì)下游壩坡可靠度的影響82-86
• 5.5 本章小結(jié)86-87
• 第6章 結(jié)論與展望87-89
• 6.1 全文總結(jié)87-88
• 6.2 展望88-89
• 致謝89-90
• 參考文獻(xiàn)90-97
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果97

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