论文部分内容阅读
我国是世界筑坝大国,无论筑坝规模与数量均居世界首位,在已建成的9.8万多大坝中,90%以上为土石坝。据资料统计,在大坝失事事故中,土石坝所占比例高达70.5%,而洪水漫顶和坝坡失稳是土石坝失事的两个主要原因。因此及时对土石坝滑动规律进行识别,研究土石坝坝坡失稳情况,从而采取相应的措施,防止土石坝风险的产生或者减少风险损失具有十分重要的理论意义和实用价值。对于边坡稳定分析问题来说,边坡风险分析结果的准确性受土体抗剪强度参数概率分布的影响。抗剪强度参数c、φ值是边坡稳定分析中的重要因素,同时也是边坡风险分析中敏感的随机变量。目前关于抗剪强度参数概率分布特性的分析主要是抗剪强度参数边缘分布拟合,而有关抗剪强度参数的不确定性在边坡稳定分析的影响还不够深入。鉴于定性定量双向转换云模型在处理不确定性问题方面的优越性,本文基于云理论对于试验场所取土体抗剪强度指标的分布情况进行研究。(1)分析取土方法和取土数量,综合取土地区的实际地质状况,利用随机取样法中的网格取样法采集土样;对土样进行室内土工试验,控制土样的最大干密度和最优含水率在同一水平,基本上排除因级配不良与不均匀性对抗剪强度参数的影响。(2)室内直剪试验完成后,对土体抗剪强度参数进行分布检验,利用假设拟合检验法,验证了抗剪强度参数同时服从正态分布和对数正态云分布,并绘制分布直方图;基于不确定性云理论,运用无确定逆向云算法,得到云的特征值,并绘制云图,证明了土体抗剪强度指标服从对数泛正态云分布。(3)根据某土石坝的实测数据,利用逆向云发生器得到特征数字期望Ex、熵En、超熵He。基于前文结论,认为抗剪强度指标服从对数正态云分布,利用正向云模型模拟随机数,运用蒙特卡罗法计算坝坡失稳概率值,建立基于云理论的风险分析模型。由于大坝系统的复杂性,许多输入-输出关系在现实识别中只能表达为模糊关系且从数据的采集到得出计算结果,整个过程存在着大量模糊性,绝对的“非此即彼”不能准确的描述系统的客观现实,存在着“亦此亦彼”的模糊现象,不能用1真或0假两值逻辑来刻画,而需用区间[0,1]中的多值(或连续值)来表达。而云理论正适用于描述系统中的这种不确定性,可用隶属函数来描述边界不清的过渡问题及受多因素影响的复杂系统的不确定性问题。在进行大坝风险研究时,必须同时考虑各因素的随机性和模糊性,进行大坝模糊风险分析。