可靠度理论在边坡工程中的应用研究

为减少或最大程度地消除边坡稳定分析中的不确定性,研究了起源于不确定性的工程结构可靠度理论,并分析了其基本原理。从边坡稳定性分析的特征出发,类比结构可靠性分析方法,建议分别使用两种适用于边坡稳定及可靠性分析的状态方程以研究功能函数形式对边坡可靠性分析的影响。然后,对结构可靠性分析中常用的蒙特卡洛模拟法、一次二阶矩中心点法和罗森布鲁斯法的基本原理及应用特点进行了研究。最后,基于边坡稳定性分析的平滑动面法,分别运用三种可靠性分析方法对实例边坡在不同应力状态下的可靠度及稳定系数均值进行了计算分析。分析结果表明:蒙特卡洛法、一次二阶矩中心点法和罗森布鲁斯法计算的边坡可靠度能够较好地描述不同应力状态下实例边坡的可靠性与稳定性的变化规律;其中,罗森布鲁斯法基于安全系数功能函数计算的可靠度值最小。     

强度参数统计特性对边坡稳定可靠性的影响

由于对边坡强度参数统计特性考虑不全面,使得边坡可靠性指标计算值偏小,对应的失效概率偏大,常常超过10%,设计中难以采纳,造成地基可靠度规范的制定和执行进展缓慢。以某高速公路全风化花岗岩土质高边坡为工程背景,在分析土质参数统计特性的基础上,采用极限平衡理论和蒙特卡罗模拟法,系统地分析了土质强度参数的均值不定性、变异性、相关性、区间特性和空间变化性等对边坡稳定可靠性的影响。结果表明：土性参数的各种统计特性对边坡稳定可靠性均具有不同程度的影响。可靠性指标计算值随抽样距离的减小而增加,随c或φ均值的增大而增加,随c和φ的变异系数的增大而减小,随c和φ相关系数绝对值的增大而增加,考虑区间性后可靠性指标计算值也明显变大。即变异性对边坡稳定不利,而相关性、区间性和空间变化性对边坡稳定有利。因此,准确而全面地考虑土质参数的统计特性,尤其是在参数变异性和相关性的基础上加以考虑土性参数空间变化性和区间性会更加符合工程实际,且计算结果趋于安全,有利于地基可靠度规范的推广运用和边坡工程的安全评价。     

断续结构面控制的危岩稳定可靠度分析方法

滑动破坏模式下的危岩体稳定可靠度多受断续结构面控制,结构面连通率、分段强度与危岩所受作用力参数的变异性使得危岩可靠度存在不确定性,为此,提出断续结构面控制的危岩稳定可靠度分析方法.基于蒙特卡罗法建立考虑结构面与危岩所受作用力参数不确定性的危岩体可靠度计算方法,结合正交试验分析各因素对应失稳概率的敏感性并确立主导因素,最终通过响应面设计,分析主导因素参数变异性对可靠度的影响规律.南门湾危岩带研究表明,连通率与未贯通段黏聚力为影响危岩体可靠度的主导因素,二者参数的变异性对危岩体可靠度的影响规律受其均值大小控制,当参数均值的取值使得危岩体趋于失稳状态时,其失稳概率随变异系数减小而升高,低变异性参数可能导致可靠度评估过于保守;当参数均值的取值使得危岩体偏向稳定状态时,变异系数同失稳概率呈正相关,低变异性参数可能造成危岩体可靠度的非保守估计.所得结论可为该类危岩体可靠性评价工作提供参考.     

改进的一次二阶矩方法在基坑抗隆起稳定可靠度评价中的应用

评价抗隆起稳定性是软土基坑支护设计中一项重要工作.传统的安全系数法无法考虑到岩土参数不确定性对抗隆起稳定的影响,为此基于可靠度理论,以土体参数γ、c、φ为随机变量,利用改进的一次二阶矩法计算软土基坑抗隆起稳定可靠性指标.通过基坑工程实例,分别采用可靠度和安全系数法评价了基坑抗隆起稳定性,分析了土性指标的均值和变异性对基坑抗隆起稳定可靠指标的影响.结果表明,采用改进的一次二阶矩可靠度计算方法评价基坑抗隆起稳定性具有科学性和合理性,基坑抗隆起稳定可靠指标β对参数均值变化的敏感性明显大于安全系数Fs.土性指标φ的变异性对基坑抗隆起稳定可靠指标β的影响最大,c的变异性影响次之,γ的变异性对β的影响最小.     

基于Bootstrap方法的堆石坝坝坡稳定可靠度分析

基于Bootstrap方法提出了一种堆石坝坝坡稳定可靠度分析方法.首先,介绍了一种堆石坝坝坡稳定可靠度分析方法;其次,运用Bootstrap方法对抗剪强度参数的边缘分布函数及表征相关性的Copula函数的统计不确定性进行了度量;最后,以糯扎渡水电站心墙堆石坝为例研究了边缘分布函数与Copula函数的统计不确定性对堆石坝坝坡稳定可靠度分析结果的影响规律.结果表明:基于抗剪强度参数试验数据估计的边缘分布函数与Copula函数具有较大统计不确定性;Bootstrap方法可以有效地模拟边缘分布函数和Copula函数的统计不确定性并将坝坡稳定失效概率表征为具有一定置信水平的置信区间;同时考虑边缘分布参数、边缘分布类型、相关系数与相关结构统计不确定性与仅考虑边缘分布参数与相关系数的统计不确定性相比将使失效概率具有更大变异性,且失效概率均值更大,忽略分布类型和相关结构的统计不确定性将高估堆石坝坝坡的实际稳定状况.     

土体抗剪强度指标变异水平对边坡稳定安全系数取值的影响

针对传统的边坡稳定极限平衡方法不能考虑土体抗剪强度指标变异性影响的问题,基于极限状态的概率分析原理,采用Monte-Carlo法对均质路堤边坡的稳定性开展了可靠度计算,讨论了稳定安全系数一定的条件下边坡失效概率随土体抗剪强度指标变异水平的变化规律,分析了安全系数与边坡可靠指标的对应关系及其随土体抗剪强度指标变异水平的变化特征。研究表明：边坡可靠度受土体抗剪强度指标变异性影响显著,呈现出随土体抗剪强度指标变异水平提高而急剧减小的趋势;为保证边坡具有相同的可靠性,安全系数的取值应与土体抗剪强度指标的变异性相适应,据此提出了基于可靠指标和土体抗剪强度指标变异水平的安全系数取值原则及其对应的三参数函数关系式。     

基于Monte-Carlo法的边坡可靠性分析

为了研究土性参数中粘聚力系数c和内摩擦角φ对边坡可靠度指标β的影响,在传统的极限平衡原理Bishop法的基础上,结合可靠度分析方法中的MonteCarlo法,通过MATLAB来实现以上的分析过程。结果表明：粘聚力系数c的变异系数δc以及内摩擦角φ的变异系数δφ与可靠度指标β呈负相关。     

基于斯宾塞法的边坡地震荷载可靠度分析

针对边坡稳定性影响因素的不确定性,基于斯宾塞法,考虑多个参数对边坡稳定性影响的随机性,提出边坡稳定性可靠度分析的随机变量联合分布法。文中定义土体中内摩擦角φ、粘聚力c、容重γ为具有正态分布函数的随机变量以及水平地震系数kh为具有指数分布函数的随机变量,调用MATLAB中的正态分布函数和指数分布函数,构建地震条件下可靠度模型,分析各参数的敏感度对安全性系数的影响,其结果表明土坡中内摩擦角对边坡影响最大。     

参数统计不确定性对堆石坝坝坡稳定可靠度的影响

由于岩土工程现场勘查的测量数据非常有限,土性参数的均值μ、标准差σ、相关系数τ的真实值无法获得,其参数θ=(μ_c,σ_c,μ_φ,σ_φ,τ)存在的不确定性为统计不确定性,忽略统计不确定性会对可靠度分析产生很大的偏差.以糯扎渡心墙堆石坝实测数据为例,研究了参数统计不确定性对坝坡稳定可靠度分析的影响.首先介绍了传统的堆石坝可靠度分析方法,然后提出了一种基于马尔科夫链蒙特卡罗模拟(Marcov Chain Monte Carlo Simulation,MCMCS)的贝叶斯方法,通过后验概率密度函数f(θ|Data)获得足够多的MCMC(Marcov Chain Monte Carlo)样本来完全表征参数的统计不确定性.结果表明,当所获得的MCMC样本一部分处于高风险区域,所求得的失效概率会远比传统方法要大.传统可靠度分析方法会低估坝坡的失效概率,这对于坝坡可靠度分析非常不利,在坝坡可靠度分析中考虑统计不确定性是很有必要的.     

边坡可靠度分析的响应面方法比较研究

系统地总结了多种响应面法(RSM)在不同类型边坡可靠度问题中的应用情况,通过文献分析总结出4类典型土坡可靠度问题:问题Ⅰ,单层土坡不考虑参数空间变异性;问题Ⅱ,单层土坡考虑参数空间变异性;问题Ⅲ,多层土坡不考虑参数空间变异性;问题Ⅳ,多层土坡考虑参数空间变异性.重点研究了基于多项式的4种响应面法(SQRSM、MQRSM、SSRSM和MSRSM)在解决4类土坡可靠度问题(问题Ⅰ~Ⅳ)中的有效性.分别从计算精度和计算效率两个方面系统地比较了4种响应面法在黏性土坡和c-土坡可靠度问题中的适用性.结果表明:对于不考虑土性参数空间变异性的单层土坡可靠度问题(问题Ⅰ),推荐SQRSM;当单层土坡考虑土性参数空间变异性时(问题Ⅱ),推荐MSRSM;对于不考虑空间变异性的多层土坡可靠度问题(问题Ⅲ),推荐MQRSM;对于考虑参数空间变异性的多层土坡可靠度问题(问题Ⅳ),推荐采用MSRSM方法.     

纳米粒子的制备方法及应用

当粒子尺寸达到纳米量级时，粒子将具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，因而表现出许多特有的性质，在催化、滤光、光吸收、医学、磁介质及新材料方面有广阔的应用前景。综述了纳米粒子的制备方法，按研究纳米粒子的学科分类，可将其分为物理方法、化学方法和物理化学方法。     

JPEG图片的缩放处理方法

图片缩放的处理方法有很多种,常规的有抽点法、平均法、双线性法。文中重点讨论了抽点法、平均法在视频MP3中的实现方法,并对使用这三种方法对图片处理后的效果进行了比较。     

一项建材创新技术的价值评估

技术价值评估是市场经济条件下技术应用的前提条件。文中以一项高分子建材生产技术为案例,研究了收益法、成本法、市场法在该成套技术价值评估中的应用,提出了技术价值是一个价值域区间,而不是一个特定值的观点,评估值的一个解对应于一组表征评估目的性的约束条件。     

一道行列式的多种计算法

在《线性代数》中,行列式的计算既是重点又是难点,本文通过一道n阶行列式的多种计算法总结了计算行列式的主要的几种方法。     

恶臭气体的净化处理方法

恶臭是一种感觉公害，其产生的嗅觉危害影响着人们的身体健康和生活的安宁舒适，恶臭问题越来越受到人们的关注。恶臭气体有多种去除方法，本文详细介绍了目前主要采取的化学除臭法、物化除臭法、生物除臭法中具体方法的原理和特点，并指出各种除臭方法的发展趋势。     

DSS中广义方法的研究

鉴于ＤＳＳ中传统的数学方法在解决非结构化决策问题方面存在的局限性，提出了广义方法的新概念．给出了广义方法的定义和分类，并设计了广义方法库系统的存贮结构和管理功能。     

几何组成分析在超静定结构求解中的应用

几何组成分析在结构力学中是重点,常应用于求解超静定结构,文章用几何组成对力法、位移法和力矩分配法进行了分析.     

护坡板桩内力计算方法的探讨

等值梁法、弹性线法和弹性支点法，是工程中目前最常用的支护结构内力计算方法，并被用来对护坡桩进行内力分析．三种方法的计算结果有时彼此差别很大，而计算结果的正确性正是实际工程经济和安全的关键．在对三种方法理论分析的基础上，对计算结果进行了分析比较，弹性线法和等值梁法无法考虑桩的刚度、支撑点位移及被动土的抗力参数对计算结果的影响，仅适合一定刚度范围内的护坡桩的内力计算。     

伽利略科学方法与培根、笛卡尔哲学方法之比较

为了反对亚里士多德哲学教条,颠覆性地击败中世纪以来的教会权威,培根、笛卡尔、伽利略分别从不同的角度建构各自的方法论体系,以探寻自然之确切性、真理性知识。但培根、笛卡尔的方法各有偏颇,而伽利略数学实验方法,作为探寻自然知识的有效方法,推动近现代自然科学大踏步前进,且在方法论上实现了探寻自然知识的革命性变革。     

结构工程中接触问题的数值计算方法

接触问题涉及到应力集中、边界非线性、材料或几何非线性等问题．随着计算机的发展,有限元与边界元理论和数值计算方法都取得了很大进展．本文对建筑工程中接触问题的数值计算方法进行了综述,分析了各种方法的优缺点及适用范围,并对建筑工程中接触问题进一步的研究方向提出建议．