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《吉林大学》 2011年
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基于可靠度的裂隙岩质边坡稳定性评价

于莉  
【摘要】:拟建的吉林靖宇核电厂,厂址位于吉林省东南部白山市靖宇县赤松乡岗顶村南侧,头道松花江白山水库左岸的台地上。初步拟定的一期主厂房地段整平高程为528.30m,边坡高差达100余米,在靠近坡顶的台地边缘多呈陡崖,边坡岩体受到多组结构面的切割其结构比较复杂。由于本次研究的边坡不仅会直接涉及到冷却塔的稳定性,也会对整个核电工程的安全带来巨大的影响。因此,将吉林靖宇核电厂赤松厂址南部边坡视为I级边坡工程,研究其边坡的稳定性将具有十分重要的意义。 本文在获取研究区详细地质资料的基础上,采用概率统计理论研究了边坡结构面的优势分组,分析了边坡的岩体结构特征,并综合地运用动力学稳定性分析与赤平投影分析的方法对裂隙岩体的失效模式----潜在最危险滑动面进行了搜索和确定。在此基础上,依据可靠度理论,通过蒙特卡洛法与拉丁超立方体方法以七种概率分布函数建立了该岩质边坡岩体的抗剪强度参数样本,构造了相应的功能函数,进而计算出边坡的破坏概率,获得了可以用于岩质边坡稳定性分析的可靠度模型。本文大致完成了以下几个方面的工作: 首先,论文详细地论述了调查区的区域地质、水文地质、工程地质条件、环境地质条件。根据2007年8~9月份的野外地质调查,详细介绍了吉林靖宇核电厂工程概况、地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、地质物理现象等等。 其次,论文分析了影响边坡稳定的主要因素----节理与岩体结构的特征:1)根据现场节理的调查,对节理裂隙几何形态、节理面特征、节理、裂隙的拉张松弛状况、充填物状况来进行了研究。2)为寻找出对岩体稳定性起控制作用的随机结构面,本文采用基于概率统计理论的随机结构面优势级数划分方法,对岩体随机结构面进行优势组划分。3)根据岩体边坡稳定性受结构面控制的原理,对边坡的岩体结构特征进行了总体分析。 第三,系统阐述了可靠度的基本理论,主要包括可靠度的随机变量、极限状态方程、可靠度、可靠性指标等基本概念,以及可靠度的几种计算方法----一次二阶矩法、响应面法和本文所采用的蒙特卡洛(Monte Carlo)法、拉丁超立方体法与贝叶斯统计方法。 第四,本文探讨了岩质边坡的失效模式—潜在最危险滑动面,并综合运用动力学稳定性分析与赤平投影分析方法来确定裂隙岩体的最危险滑动面。通过对边坡陡崖上可能出现的不利结构面组合的单滑面与楔形体进行了分析,给出了相应的滑动面滑动方向与倾伏角。 第五,对于所确定的最危险滑动面的倾角值,采用贝叶斯公式进行了期望值值估计、区间估计,并以可靠度理论验证了所取值的合理性。 第六,根据岩体结构面的结合程度确定了岩体抗剪强度的分布参数,通过蒙特卡洛法与拉丁超立方体方法以均匀分布、正态分布、指数分布、对数正态分布、Gamma分布、Beta分布、三角分布形式分别获得到抗剪强度的样本,对比了两方法的收敛效率,研究了七种概率分布对边坡稳定程度的影响。 第七,在边坡的失效模式—确定的潜在最危险滑动面基础上,构造了其相应的功能函数和极限状态方程,采用拉丁超立方体方法计算出边坡体的破坏概率,得到了边坡结构可靠度分析模型。通过实例验证,本方法可以有效地提高边坡可靠度,对边坡可靠度的研究提供一定的参考价值。 最后,用二维有限元软件对岩质边坡的形成历史进行了全过程机制模拟,包括河谷下切不同阶段的应力场(主应力、剪应力)的模拟、位移场变形和屈服单元的变化情况。通过有限元模拟分析,了解边坡现阶段的稳定程度。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU457

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 高俊;震后受损林地安全稳定性快速评价方法研究[D];北京林业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 李育超;基于实际应力状态的土质边坡稳定分析研究[D];浙江大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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4 徐辉;基于模糊集理论的边坡稳定模糊随机可靠度分析[D];浙江大学;2006年
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7 张丽;边坡结构可靠度对随机参数的敏感度研究[D];内蒙古工业大学;2006年
8 米君楠;参数变异性及样本容量对边坡可靠度影响的研究[D];浙江大学;2007年
9 黄小平;基于RAGA的重力坝抗滑稳定可靠度分析[D];合肥工业大学;2007年
10 郑轶轶;抗滑桩加固边坡的稳定性分析[D];大连理工大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李永见,王月香,茜平一;土性参数随机场的离散研究[J];四川建筑科学研究;2002年02期
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3 李芬;徐旭;;响应面法在玻璃幕墙可靠度分析中的应用[J];四川建筑科学研究;2010年04期
4 王栋;牛荻涛;胡晓鹏;;钢筋与混凝土粘结性能的数值模拟方法[J];四川建筑科学研究;2011年04期
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7 尚晓颖;张征;池志淼;李道峰;;水环境模拟参数随机场的指示克里格研究[J];安全与环境学报;2007年02期
8 王兴霞,李建林,邓华锋,王瑞红;开挖卸荷条件下边坡的变形分析[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2005年02期
9 徐金春;;理正软件在边坡稳定分析中的应用[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2010年04期
10 王宜静;华守亮;;正态总体方差的贝叶斯区间估计[J];安阳工学院学报;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭松峰;祁生文;翟文龙;黄晓林;;云南龙江特大悬索桥锚碇稳定性分析[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
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4 李建林;王乐华;;节理岩体卸荷非线性力学特性研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会特邀报告[C];2007年
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6 贺向东;张义民;闻邦椿;;多失效模式贝叶斯结构系统可靠性鲁棒设计[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
7 刘仲秋;章青;朱增强;;基于超变形法的深埋引水隧洞稳定性分析[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
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9 黄鑫;张晓辉;薛雷;牛晶蕊;王媛媛;;陕西省金堆城露天矿排土场高边坡稳定性评价[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(下)[C];2011年
10 洪梅;张韧;蒋国荣;陈希;刘科峰;;基于数值预报产品优化的副热带高压动力统计延伸预报[A];中国灾害防御协会风险分析专业委员会第二届年会论文集(二)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谭海涛;受水下爆炸载荷作用的船体结构可靠性研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王俊杰;基于ArcGIS Server的震害风险管理系统研究[D];中国海洋大学;2010年
3 张健;动平衡测量的若干关键技术问题研究[D];浙江大学;2010年
4 王文华;吉林省西部地区盐渍土水分迁移及冻胀特性研究[D];吉林大学;2011年
5 肖卫国;节理岩体本构模型和其细观力学方法理论研究[D];北京交通大学;2011年
6 罗兆楠;直流输电线路邻近建筑物时合成电场计算方法及其应用研究[D];华北电力大学(北京);2011年
7 吴坤铭;边坡及其抗滑桩加固工程可靠性分析方法研究[D];合肥工业大学;2011年
8 陈玲;线性模型中参数型经验Bayes估计若干问题研究[D];中国科学技术大学;2011年
9 刘云涛;中医药临床试验中非劣效性评价方法的比较研究[D];广州中医药大学;2011年
10 葛东媛;重庆四面山森林植物群落水土保持功能研究[D];北京林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏韩;逆威布尔分布的Bayes估计问题[D];广西师范学院;2010年
2 邓立凤;逆高斯分布参数的Bayes 估计研究[D];广西师范学院;2010年
3 韦师;几种分布参数的E-Bayes估计及其应用[D];广西师范学院;2010年
4 陈丽刚;基于ABAQUS渗流与应力耦合作用的边坡稳定性分析[D];郑州大学;2010年
5 刘北战;降雨入渗条件下新邱区中南公路边坡稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 于洋;深基坑支护与稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2010年
7 单儒娇;极限平衡法和有限元法分析排土场边坡稳定性[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 卢萍;热—流—固耦合条件下软岩巷道压力与变形的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 向黎;前板桩后高桩支护结构受力特性分析[D];长沙理工大学;2010年
10 张杨;尾矿坝抗滑稳定可靠度分析[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈惠云;冯志泽;王纪强;王健;王津津;;四川北川新县城地震地质灾害研究[J];防灾减灾学报;2010年04期
2 潘全文,艾弘飞,房振旭;专家系统的基本原理和基于CLIPS的专家系统设计与实现[J];飞机设计;2004年04期
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4 丁继新;周圣华;陈梦熊;尚彦军;杨志法;;基于多因素相互作用关系矩阵的边坡稳定性定量评价[J];工程勘察;2006年07期
5 李长军;;汶川大地震地质灾害及分析[J];工程勘察;2010年S1期
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9 刘真真;方朝阳;朱涛;徐旭;;有限元极限平衡法在边坡稳定性分析中的应用[J];水电能源科学;2010年12期
10 丁参军;张林洪;于国荣;张永祥;;边坡稳定性分析方法研究现状与趋势[J];水电能源科学;2011年08期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 赵建军;公路边坡稳定性快速评价方法及应用研究[D];成都理工大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 贾超;基于可靠度的结构风险分析及其在南水北调工程中的应用研究[D];河海大学;2003年
4 吕擎峰;土坡稳定分析方法研究[D];河海大学;2005年
5 李晓春;小湾水电站坝肩岩体裂隙网络渗流的三维网络与无网格法耦合模型研究[D];吉林大学;2005年
6 韩斌;金川二矿区充填体可靠度分析与1#矿体回采地压控制优化研究[D];中南大学;2004年
7 年廷凯;桩—土—边坡相互作用数值分析及阻滑桩简化设计方法研究[D];大连理工大学;2006年
8 徐佩华;基于人工神经网络方法的锦屏一级水电站枢纽区高边坡稳定性分区研究[D];吉林大学;2006年
9 李海生;支持向量机回归算法与应用研究[D];华南理工大学;2005年
10 赵杰;边坡稳定有限元分析方法中若干应用问题研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张志龙;邵怀高速公路雪峰山隧道岩爆与大变形预测研究[D];成都理工大学;2002年
2 聂士诚;土质边坡稳定的可靠度分析及其土性参数的敏感性研究[D];中南大学;2002年
3 刘成钢;基于粗糙集理论的不确定决策问题的研究与应用[D];南京航空航天大学;2003年
4 周资斌;基于极限平衡法和有限元法的边坡稳定分析研究[D];河海大学;2004年
5 肖武;基于强度折减法和容重增加法的边坡稳定分析及工程研究[D];河海大学;2005年
6 文育生;基于可靠性的钢屋架优化设计[D];安徽理工大学;2006年
7 高丽娜;裂隙迹长非确定性统计模型的应用研究[D];成都理工大学;2006年
8 田其煌;基于小波技术的软土路基沉降数据分析方法研究[D];河海大学;2007年
9 牛飞;脱硫塔结构非线性地震反应分析的实用方法研究[D];合肥工业大学;2007年
10 付正飞;山区隧道围岩分类与洞口边坡稳定性研究[D];华中科技大学;2006年
【相似文献】
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1 苏国韶;;圆弧破坏型岩质边坡安全系数快速估计的高斯过程模型[J];应用基础与工程科学学报;2010年06期
2 杨军;;边坡稳定性分析方法综述[J];山西建筑;2009年04期
3 顾凤祥;阎长虹;许宝田;;大型剪切试验在边坡工程上的应用[J];江苏建筑;2011年03期
4 冯少杰;孙世国;;边坡稳定性评价方法及其发展趋势[J];中国矿山工程;2007年06期
5 邱天;;边坡稳定的不确定性研究现状与展望[J];山西建筑;2006年04期
6 谢特华;李祥云;;模糊数学在边坡稳定性评判中的应用[J];西部探矿工程;2007年06期
7 谢承平;谢强;邱恩喜;;基于可拓理论的软岩边坡稳定性分析[J];路基工程;2009年06期
8 岳虎;;尾矿坝(边坡)稳定性分析方法的综述与展望[J];科技信息;2011年20期
9 张文娟;陈力;;有限元法在边坡稳定性评价中的应用[J];城市地质;2008年02期
10 马文涛;;基于PSO和LSSVM的边坡稳定性评价方法[J];岩土力学;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张昕;行晓阳;卢银玲;;路基边坡稳定性评价方法的探讨[A];河南省土木建筑学会2009年学术大会论文集[C];2009年
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3 田伟;王清;李晓茹;;凤爪沟边坡稳定性评价[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年
4 刘艳辉;刘大安;潘炜;程东幸;郭华锋;;岩质边坡位移监测资料分析方法[A];第七届全国工程地质大会论文集[C];2004年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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7 赵放;步入巴黎大饭店,步入神话[N];国际商报;2006年
8 李洋;驰骋在欧洲大陆上[N];计算机世界;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 卫乾;盘山公路沿线边坡稳定性评价及处治技术研究[D];浙江大学;2012年
6 曹芳智;露井联采条件下边坡稳定性评价研究[D];中国地质大学(北京);2012年
7 王开源;山区公路岩石高路堑边坡稳定性评价[D];北京工业大学;2012年
8 胡晓欢;广阳路K3+980~K4+240段边坡稳定性评价与处治设计[D];中国地质大学(北京);2012年
9 季惠英;渝黔高速公路边坡动态监测预警系统的开发[D];重庆大学;2008年
10 杨长城;狮子山隧道开挖对边坡稳定性影响的现场监测与数值模拟[D];同济大学;2007年
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