论文部分内容阅读
边坡的稳定性研究对于滑坡灾害的防治尤为重要,为了更为准确的对边坡稳定性问题作出解答,有必要在边坡的稳定性分析过程中考虑由环境、统计、模型等因素所产生的不确定性。现阶段对边坡可靠度问题的研究中大多数仅考虑了随机参数分布的不确定性,但大多忽略了土性参数的空间各向异性这一不确定性因素,因此得到的结果存在着一定误差。本文首先通过强度折减法计算分析边坡稳定性安全系数,建立了基于Hermite多项式展开的边坡可靠度随机响应面法分析模型,开展了不同岩土层抗剪强度参数相关性对边坡安全系数均值和标准差以及稳定失效概率的影响程度研究,进一步提出了边坡随机场计算模型,分析了土性参数的空间各向异性对边坡可靠度的影响。主要研究内容如下:（1）为了计算分析边坡稳定性安全系数,阐明了边坡稳定性分析的强度折减法计算原理,建立了边坡稳定性分析FLAC3D有限差分计算模型,并与极限平衡法进行对比分析。边坡稳定性分析结果表明:强度折减法与极限平衡法计算结果较为接近,说明了边坡稳定性分析FLAC3D有限差分计算模型的可靠性。（2）结合拉丁超立方抽样和Nataf变换,建立了基于Hermite多项式展开的边坡可靠度随机响应面法分析模型,分析了三层岩土边坡的边坡可靠度问题,该模型既能够满足计算精度,同时能够有效提高计算效率。以此模型为基础研究了边坡不同岩土层抗剪强度参数相关性对边坡安全系数均值和标准差以及稳定失效概率的影响程度。结果表明:不同岩土层的抗剪强度参数相关性对边坡安全系数均值的影响程度较小,对边坡安全系数标准差以及失效概率的影响程度存在较大差异,且随相关性的增强,总体呈下降趋势。（3）为了研究土性参数的空间各向异性对边坡可靠度的影响,采用C++语言通过局部平均法对二维随机场进行离散,得到协方差矩阵;输入参数的均值与标准差,建立了边坡随机场计算模型。结合强度折减法和随机响应面法与Monte-Carlo法,对比分析了随机场模型下相关距离以及土体粘聚力、内摩擦角变异系数对边坡可靠度的影响规律。结果表明:随机场计算模型下,对于相同土体粘聚力变异系数以及内摩擦角变异系数,随模型相关距离增大,边坡失效概率随之增大;在随机场计算模型相关距离相同时,边坡失效概率随着土体粘聚力变异系数或者内摩擦角变异系数的增大而呈现出上升趋势;相较与水平方向,随机场计算模型中垂直方向的相关距离变化对可靠度的影响程度更为明显。