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《吉林大学》 2010年
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岩质边坡稳定性概率统计分析与可靠性研究

曹中兴  
【摘要】: 岩质边坡的稳定安全坡角的取值主要受岩体内部结构面所控制,安全坡角值是否合理直接影响着边坡的稳定性。目前常用的确定安全坡角取值的方法主要是赤平投影方法和极限平衡理论,实践证明,采用这两种方法的取值都有其局限性,无法在经济性和安全性中取得一个科学的平衡点。针对这一问题,本次课题着重对岩质边坡的结构面数据进行计算,并对计算结果做概率统计分析。结合可靠性理论得出破坏概率相对较低的安全坡角预测值,探索了一条求取岩质边坡安全坡角值的具体方法。 本文选取了天津蓟县老虎顶矿山11个矿坑29个窗口边坡进行研究,现场总共调查了8138组结构面数据,结合课题组自行编制的程序KINEM对各窗口边坡结构面做动力学分析,得到边坡可能滑动楔形体的倾伏向、倾伏角和安全坡角,并运用课题组程序GODFIT对安全坡角值进行拟合,得到安全坡角满足的分布曲线并求出相关参数。 结合Bayes统计思想,将该地区内岩性相同的窗口边坡可能滑动楔形体安全坡角值综合起来作为Bayes统计分析的先验信息,推导出安全坡角值分别满足正态分布、GAMMA分布、指数分布和对数正态分布时的Bayes估计公式。并选取四种分布各一例进行重点研究,并将安全坡角的全体样本和研究样本(25°~60°)分别进行分析计算,分别得到四个分布形式下,各个边坡两种样本信息的Bayes安全坡角估计值。 运用Monte-Carlo法进行可靠性分析,计算了样本估计值的破坏概率值和可靠指标,提出了一种实用、简便的斜率计算方法,得到计算分析得到岩质边坡最终安全坡角估计值。 本文研究结果表明,由推导出的Bayes估计公式计算求出的安全坡角估计值是一个在经济性和安全性比较优化的安全坡角取值,该方法可以在实际工程中进行应用。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU457

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