垃圾填埋场边坡稳定可靠度分析

 高度非均质是垃圾土最突出的性质,其物理力学参数在时间和空间上均具有很大的变异性。基于现场取样进行室内测试,对垃圾土重度和抗剪强度参数的变异规律和概率特性进行研究,按分层概率特性和总体概率特性生成随机参数,采用蒙特卡罗法分析填埋边坡可靠度。研究结果表明,随埋深增加垃圾土有效黏聚力减小,有效内摩擦角增加,二者呈负相关特性,但在各个分层中,可认为二者彼此独立;按分层概率特性进行可靠度分析所得安全系数标准差较小,按总体概率特性进行分析标准差较大,前者分析结果更加准确可靠,说明对于高度非均质的垃圾土,为进行填埋边坡可靠度分析,首先必须研究和掌握其参数的变异规律和概率特性。     

小样本岩土参数的Bootstrap估计及边坡稳定分析

 针对岩土参数小样本下t分布法区间估计较宽将导致工程设计偏于保守的问题,根据描述土体固有变异性的c,?总体开展小样本随机取样勘察模拟,运用Bootstrap法进行数据重构得到区间估计和点估计结果,对比与t分布法所得参数估计的差异。基于充足次数重复抽样构建的参数估计空间,分析与之映射的边坡稳定安全系数离散特征。研究表明：对应于同一置信水平,能充分利用小样本经验分布信息的Bootstrap法可有效收窄c,?均值置信区间,保证率下限值较传统t分布法结果更接近真值;虽然2种方法得到点估计结果的均值和方差相同,即对应的边坡稳定可靠指标相等,但采用Bootstrap法保证率下限值计算的边坡稳定安全系数均值相对较大,离散性更小,且这种改善效果随参数变异水平上升愈加明显;在保证相同可靠度条件下,Bootstrap法能更合理地对小样本统计不确定性导致的边坡安全风险进行补偿。     

边坡稳定有限元可靠度分析的有限步长迭代法

边坡稳定一阶可靠度分析的常用方法是验算点法,该方法在求解可靠指标时需要进行迭代计算。但是,对于边坡稳定的有限元可靠度分析,其功能函数形式常为高度非线性的,采用常规的验算点法可能会出现迭代计算不收敛、无法计算可靠指标的问题。将结构可靠度分析中的有限步长迭代法引入边坡稳定的有限元可靠分析,探讨有限步长迭代法中初始步长及步长调整系数的取值方法。在边坡的可靠指标计算方面,采用以基于滑面应力分析的弹塑性随机有限元理论为基础的方法。其中功能函数的形式是以考虑滑面方向的Mohr-Coulomb屈服准则来建立的;导数的求解采用的是基于增量切线刚度法及Aitken加速算法的偏微分法;边坡整体可靠指标取的是所有可能滑面的可靠指标的最小值。算例分析表明,将有限步长迭代法用于边坡稳定的有限元可靠度分析是可行的,该方法可保证在功能函数为高度非线性时可靠指标的迭代计算也能收敛,而且收敛速度较快,从而大大提高有限元可靠分析的计算速度。     

公路边坡稳定性可靠度的蒙特卡罗法研究

以工程实际为例,用MATLAB编制了公路边坡工程蒙特卡罗可靠度求解程序,通过计算结果分析表明模拟次数选择为3000次~5000次、土条数目划分为8条~10条较为合理,这时计算精度能够满足工程要求。     

花岗岩残积土边坡稳定性可靠度分析

运用工程上广泛采用的简化Bishop法建立极限状态方程，考虑容重、粘聚力和内摩擦角为随机变量，利用简洁实用的优化方法求解边坡的可靠度指标，并利用Excel中的规划求解工具进行求解，避免了正交变换和极限状态方程求偏导数的问题。针对福建省花岗岩砂质粘性土边坡进行可靠度分析，比较土性参数不相关与相关情况下的研究结果，说明边坡可靠度不仅与土体参数均值有关，而且与其变异系数和相关性有关，且变量的相关性对可靠度有较大影响。因此，边坡用传统安全系数法分析是稳定时，也存在失稳的可能。     

考虑多失效模式相关的岩质边坡体系可靠度分析

 岩质边坡稳定的可靠度分析中包含多个相关的失效模式,传统的岩质边坡体系可靠度分析方法不能有效地考虑多失效模式相关的体系可靠度问题。为此,提出考虑多失效模式相关的岩质边坡平面滑动的体系可靠度分析方法。建立考虑多失效模式相关的岩质边坡平面滑动体系可靠度分析的概率故障树模型。采用b分布描述岩质边坡稳定分析中张裂缝的位置、岩体的黏聚力和内摩擦角。张裂缝中充水深度用截尾指数分布来描述。采用自适应重要抽样方法计算岩质边坡平面滑动的体系可靠度,并进行随机变量分布参数的敏感性分析。算例结果表明,概率故障树模型能够有效地分析岩质边坡多失效模式相关的体系可靠度问题,如果不考虑失效模式间的相关性对边坡体系可靠度的影响,岩质边坡的体系可靠度将会被低估。岩质边坡2个块体之间不发生相互作用的可能性明显地比2个块体之间发生相互作用的可能性要高。建议在进行岩质边坡体系可靠度分析时将张裂缝中充水深度系数取为区间[0.0,1.0]内的截尾指数分布。此外,变量的均值敏感性因子和标准差敏感性因子都表明,张裂缝中充水深度和张裂缝位置对边坡的体系可靠度影响最大,因此设置良好的边坡排水系统以及进行详细的地质勘测工作是提高边坡稳定性的有效措施。变量的均值和标准差敏感性因子之间是高度相关的,它们都可以用来识别最敏感的随机变量。     

节理化岩质边坡的关键块体可靠度分析

把随机概率模型引入块体理论,在考虑块体几何参数和力学强度随机分布的条件下,采用蒙特卡罗法进行随机模拟,对大小不等的块体形成概率以及不同破坏模式下块体的破坏概率进行计算,推导联合概率与分界边长的函数关系,求出不同块体大小的区间联合概率分布并对不同大小区间的块体稳定性进行综合分析,为节理化岩质边坡的加固提供理论依据,该方法具有重要的工程应用价值。     

边坡稳定性的模糊可靠度分析

边坡工程的稳定性受多种因素的影响,其中一些还是随机性与模糊性等非确定性的因素。本文将统计分析、模糊数学和边坡破坏的可靠度理论结合起来,建立了粘性土坡破坏的随机模糊可靠度分析模型,并导出了相应的计算公式。     

边坡稳定可靠度分析

边坡稳定问题是土木工程中常会遇到的问题,常用的边坡稳定分析方法没有考虑土体力学性参数的离散性,计算结果必然也不能全面反映真实情况,本文介绍如何利用蒙特卡罗模拟的方法来分析边坡稳定性,计算边坡稳定的可靠度。     

岩质边坡稳定性的可靠度分析

以岩质边坡为研究对象，运用可靠度分析方法中的蒙特卡罗法，对边坡进行稳定性分析，提出了一种应用可靠度理论进行边坡稳定性计算的实用方法。     

基于模糊随机理论的边坡可靠度分析

边坡工程中同时存在模糊性和随机性,应进行边坡稳定的模糊随机可靠度分析。采用可靠度分析的蒙特卡罗法对土体参数进行随机抽样,并对样本值进行模糊随机处理,得到土体变异系数。考虑到变异系数的变化对边坡可靠度的影响,由程序计算得到不同变异系数对应的失效概率和可靠度指标。研究表明,进行边坡稳定分析时应综合考虑安全系数和可靠度指标,可靠度随土体变异系数的增大呈减小趋势。     

广州科学城岩质边坡稳定性可靠度分析

边坡稳定性问题是边坡工程最关键的问题,如何研究其稳定性也是岩土工程的重点研究课题。把Monte Carlo法引入边坡稳定性分析和评价中,借助传统的极限平衡理论,建立边坡稳定性分析的极限状态函数。运算过程中采用伪随机数的方法生成服从正态分布的抗剪强度参数随机变量,进而求出边坡安全系数、安全系数的可靠度指标和失效概率。与传统的极限平衡方法相比,可靠性分析可以直观地反映边坡稳定的可靠程度及其失效概率,能为边坡工程支护设计提供更为可靠的参数,同时也能为生产提供指导作用。因此,可靠度分析方法是边坡稳定性评价的有效方法,具有广泛的应用前景。     

基于遗传算法的土坡三维可靠度分析

 边坡稳定分析的三维安全系数方法和三维可靠度分析方法一般均需人为给定一个与滑坡体宽度相关的参数或仅针对固定三维滑面进行分析计算。由于这样计算得到三维安全指标并不是最小值，因此难以反映边坡真正的安全度水平。引入随机场局部平均计算模型，考虑土性参数的空间相关性，边坡存在一个最小可靠指标对应的三维滑坡形态，这为采用优化方法进行土坡稳定三维可靠度分析奠定基础。对最小三维可靠度指标与三维临界滑面存在的缘由进行分析。遗传算法是一种优秀的全局寻优算法，可以有效解决边坡稳定分析临界滑面搜索问题。引入土性参数的空间相关模型，结合边坡稳定的三维简化毕肖普方法，直接以边坡稳定的三维可靠度指标为优化目标，建立基于遗传算法的边坡稳定三维可靠度分析方法。该方法无需滑坡宽度的假定，可以得到真正的边坡稳定三维可靠指标及对应的三维临界滑面。算例说明该方法的有效性。     

边坡稳定的有限元可靠度计算及敏感性分析

假定边坡岩土体为满足Mohr-Coulomb屈服准则的理想弹塑性体,以基于滑面应力分析的弹塑性随机有限元理论为基础,采用增量初应力法及偏微分技术,求解边坡体中的应力以及应力对基本变量的导数;建立考虑滑面方向的功能函数,基于一阶可靠性分析方法,对整个边坡的可靠度进行分析,计算边坡的整体可靠指标,为边坡的稳定性评价及防治提供重要依据。由于边坡稳定的有限元可靠度计算工作量较大,故应进行参数的敏感性分析。推导基本变量相关时在原始空间中求解可靠指标对参数敏感性的计算公式,其优点是无需求解转换矩阵,计算更加简单直接。考虑到基本变量的单位不同,提出可靠指标对随机变量分布参数的相对敏感性分析计算公式,并将之用于边坡稳定的有限元可靠度分析。算例分析结果表明：该方法与基于有限元强度折减法得出的可靠指标基本一致;一阶可靠性方法所求可靠指标比均值一阶可靠性方法的稍大;参数c,φ对可靠指标的相对影响比其他参数的影响要大得多;随着c,φ间负相关系数的增加,其对可靠指标的影响也相应增加。     

响应面方法在边坡稳定可靠度分析中的应用

以Janbu法为例，研究隐式功能函数边坡工程稳定可靠度计算方法。首先分析非圆弧滑动边坡变形力学模式安全系数计算步骤和过程，提出采用类似力学模式的安全系数计算作为试验手段。借用响应面思想，利用试验结果拟合近似安全系数计算方程从而替代隐式方程，并建立近似极限状态方程。利用其计算可靠度指标和验算点，然后将安全系数计算近似方程、隐函数计算方程和验算点结合起来，确定新的展开点和抽样点，并进行近似方程再拟合、可靠度指标的循环计算直到收敛。这些研究构成状态方程为隐函数时的可靠度近似计算方法。最后通过不同计算方法的对比，验证该近似方法的准确性和合理性，并采用近似方程分析灰木露天矿边坡的稳定可靠性。     

基于多重属性区间数决策模型的边坡整体稳定性分析

为了研究边坡的整体稳定性状况,通过构建多重属性区间数决策模型以实现边坡整体稳定性分析。依据官家边坡实际地质条件和工程剖面情况,建立影响因素集与研究对象集,采用多重属性区间数决策模型进行其整体稳定性分析和反馈其所处的安全稳定状态,并引用边坡宏观破坏迹象予以对比验证。研究结果表明:经模型求解确定表征边坡整体稳定性变化情况的稳定系数区间为[0.927,1.032],其发生滑动失稳破坏的概率可达70%;边坡整体稳定性差、安全程度低,处于不稳定的危险状态,具有变形进一步增大和滑动失稳的趋势,迹象较为明显。目前的活动状态下边坡发生失稳破坏的可能性大,为维持其安全、稳定和可靠,需进行综合治理。由此可见,该决策模型可为边坡灾害状态反馈和防治对策提供可行的技术平台,具有积极的指导意义。     

考虑地质成因的土坡可靠度分析

 不同地质成因的边坡在土体参数统计变异性相同的情况下,由于空间变异性不同,其稳定状态并不一定相同,传统的边坡稳定性确定性分析和基于随机变量模型的边坡可靠度分析方法无法考虑坡体的特定地质成因。由地质成因估计土体参数的波动范围,从而通过土体参数波动范围这一指标把地质成因纳入边坡稳定性分析框架,提出考虑地质成因的边坡可靠度分析方法,介绍具体的分析流程,采用一维随机场模拟和验算点法完成边坡可靠度分析。算例计算结果显示岩土参数空间变异性对边坡稳定性的影响很大,由地质成因估计土体参数的波动范围,为在边坡可靠度分析中合理考虑土体参数空间变异性提供一条现实的解决途径,值得在工程应用中推广。