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《合肥工业大学》 2007年
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边坡稳定的非线性有限元可靠度分析方法研究

谭晓慧  
【摘要】: 本文在分析评价现有的边坡稳定性分析方法的基础上,综合岩土力学、弹塑性力学、非线性有限元方法、概率论与数理统计、可靠度数学、计算机科学等多学科的知识,详细研究了边坡稳定非线性有限元可靠度分析的有关方法,推导了相关公式,编制了相应的计算程序,进行了均质土坡及非均质土坡的可靠度分析。主要研究成果与结论如下: 1)提出基于强度折减的边坡稳定有限元可靠度分析方法。研究表明,这种方法无需对各有限单元求单元的可靠指标,能一次性得出边坡的整体可靠指标;不需对定值法有限元分析程序作任何修改,无论是线性有限元问题还是非线性有限元问题都适用,因而方便易用,适用性广。 2)基于增量初应力法及偏微分技术,研究了基于滑面应力分析的非线性有限元可靠度分析方法中边坡整体可靠指标及其对应滑面位置的求解方法,探讨有限元分析中功能函数形式对计算结果的影响。研究表明,在这种方法中,功能函数的形式对滑面可靠指标的影响很大,计算中应采用考虑滑面方向的函数形式作为功能函数,它能更好地反映滑面方向对边坡可靠指标的影响,物理概念明确,因而更为合理。 3)分析比较了上述两种方法的异同点。研究表明,基于强度折减的有限元可靠度分析方法编程简单,可调用现有的定值法程序,但计算速度较慢;基于滑面应力分析的有限元可靠度分析方法编程复杂,需对现有的定值法分析程序进行较大修改,但计算速度较快,并且能得到边坡整体可靠指标对应的滑面位置。理论分析还表明,基于强度折减与基于滑面应力分析的边坡稳定非线性有限元可靠度分析方法本质相同,其计算结果的差异主要是由于这两种方法具体实现过程的不同而引起的。 4)针对当前响应面法中的一些不足之处,提出了一种改进的响应面法——FORM-RSM二步法。其主要的计算分二步,一是用验算点法求解可靠指标及验算点的位置,二是在此验算点处进行响应面的拟合,并对此响应面函数用常规的可靠度分析方法求解相应的可靠指标。不同算例表明:该方法在计算精度及效率上均比常用的基于响应面迭代的响应面法有所提高。 5)研究边坡有限元可靠度分析中的敏感性计算方法,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,提出进行参数的相对敏感性分析方法及公式。研究表明: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优点是无需求解转换矩阵,计算更加简单直接;对参数进行相对敏感性分析能剔除变量的单位对计算结果的干扰,因而敏感性分析的结果更具有可比性。 6)研究既考虑边坡的弹塑性材料非线性又考虑其大变形几何非线性的有限元可靠度分析方法,比较大小变形情况下的相应结果。研究表明:在小变形情况下,弹性模量对边坡的安全系数及可靠指标影响很小,在边坡稳定性分析时可以忽略其影响。但是当考虑土体中发生的大变形现象时,弹性模量对边坡安全系数及可靠指标影响很大,不能忽略不计。 7)为提高非线性有限元程序的收敛性,本文基于常规有限元计算中的Aitken加速收敛算法,研究了基于增量切线刚度法的随机有限元分析中相应的加速收敛方法,推导了其计算公式。计算表明:与不采用加速收敛算法的随机有限元相比较,此方法明显提高了有限元计算的收敛速度,提高了计算效率。 8)研究了有限步长迭代法在边坡稳定有限元可靠度分析中的应用,分析了初始步长及步长控制系数对一阶可靠度分析中可靠指标迭代过程的影响,得出了常见的取值范围。这种方法克服了常规验算点法中可能出现的可靠指标迭代不收敛的问题。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU413.62

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【引证文献】
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1 谭晓慧;毕卫华;胡晓军;吴坤铭;;样本数与边坡模糊随机可靠指标关系研究[J];岩土力学;2011年02期
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1 于莉;基于可靠度的裂隙岩质边坡稳定性评价[D];吉林大学;2011年
2 张鹏;基于GIS的复杂条件下露井联采边坡稳定性研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
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1 王成桥;金枪岩隧道监控量测与稳定性研究[D];西华大学;2011年
2 李宁;锦屏高拱坝整体稳定性研究[D];长江科学院;2008年
3 赵康宁;海南山区公路边坡降雨失稳特性研究[D];郑州大学;2012年
4 卢俊;断牙再接后的前牙应力分布三维有限元分析[D];辽宁医学院;2012年
5 杨洁;边坡在强震下的动力响应及稳定性分析[D];重庆交通大学;2012年
【参考文献】
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1 郑颖人,赵尚毅,时卫民,林丽;边坡稳定分析的一些进展[J];地下空间;2001年04期
2 栾茂田,武亚军,年廷凯;强度折减有限元法中边坡失稳的塑性区判据及其应用[J];防灾减灾工程学报;2003年03期
3 谭晓慧;边坡稳定可靠度分析方法的探讨[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年06期
4 高大钊;;土的抗剪强度指标的统计方法[J];工程勘察;1986年04期
5 秦权;随机有限元及其进展──Ⅰ.随机场的离散和反应矩的计算[J];工程力学;1994年04期
6 秦权;随机有限元及其进展──Ⅱ.可靠度随机有限元和随机有限元的应用[J];工程力学;1995年01期
7 吴世伟;张思俊;吕泰仁;刘宁;李同春;;拱坝的失效模式与可靠度[J];河海大学学报;1992年02期
8 刘宁,卓家寿;三维弹塑性随机有限元的迭代计算方法研究[J];河海大学学报;1996年01期
9 蒋明镜,沈珠江;饱和软土的弹塑性大变形有限元平面固结分析[J];河海大学学报;1998年01期
10 严春风,文海家,朱可善;金龙山Ⅱ区滑坡体的随机场有限元分析[J];重庆建筑大学学报;1999年02期
【共引文献】
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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
2 王成华,夏绪勇;边坡稳定分析中的临界滑动面搜索方法述评[J];四川建筑科学研究;2002年03期
3 杨佑发,王一功;边坡开挖对坡脚建筑影响分析[J];四川建筑科学研究;2004年03期
4 秦建庆,岳建勇;柔性桩复合地基的承载力分项系数研究[J];四川建筑科学研究;2005年04期
5 黄井武;陈晓平;;软土地基上海堤断面型式优化有限元研究[J];四川建筑科学研究;2006年03期
6 杨涛;周德培;罗阳明;;大变形有限元确定边坡潜在滑面的位移判据[J];四川建筑科学研究;2006年05期
7 吴莹;杨成永;徐明新;;非概率可靠性指标的区间计算方法[J];四川建筑科学研究;2007年02期
8 董璞;刘金龙;李亮辉;;强度折减有限元法分析边坡稳定性的精度探讨[J];四川建筑科学研究;2009年02期
9 何建平;王新文;;某污水处理厂边坡稳定仿真分析[J];四川建筑科学研究;2009年04期
10 杨萍;陈洪;;对强度折减法中折减系数的讨论[J];四川建筑科学研究;2010年04期
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1 郑颖人;;岩土材料的破坏与极限分析方法的发展[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
2 张宏涛;白玉星;陈祖煜;;塑性极限分析方法在重力坝深层抗滑稳定中的应用[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
3 谭晓慧;;水位变化对土坝边坡稳定性的影响[A];2004“生态安徽”博士科技论坛论文集[C];2004年
4 薛雷;孙强;秦四清;刘汉东;黄鑫;;非均质边坡强度折减法折减范围研究[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
5 王晓东;陈守龙;;路基边坡稳定性有限元数值分析[A];科技创新 绿色交通——第十一次全国城市道路交通学术会议论文集[C];2011年
6 梁丰收;何光春;罗建美;;岸坡与斜坡道桩基相互作用及桩基减载措施[A];中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会论文集[C];2011年
7 李明;梁力;刘冬霞;王伟;;珲春紫金矿尾矿坝安全稳定性计算[A];2010年第三届尾矿库安全运行技术高峰论坛论文集[C];2010年
8 李小军;杨小聪;谭卓英;;尾矿库坝体的稳定性可靠度分析[A];第四届全国尾矿库安全运行技术高峰论坛论文集[C];2011年
9 许雁超;;庙沟铁矿东排土场稳定性研究及治理措施探讨[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
10 张志刚;李惠强;;基于遗传算法的地下洞室设计与施工反演分析优化[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
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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
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4 江辉煌;砂井处理超软地基的固结计算[D];中国铁道科学研究院;2009年
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6 任高峰;露井联合开采作用边坡损害机理及控制研究[D];武汉理工大学;2010年
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8 沙丽荣;基于正交基神经网络的结构可靠性分析[D];吉林大学;2011年
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2 李克建;济南燕翅山山体变形机理及治理研究[D];山东科技大学;2010年
3 易明;地震作用下渡槽结构的动力可靠度分析[D];郑州大学;2010年
4 杨素娟;南水北调工程芳芝段开挖渠道边坡稳定敏感性分析[D];郑州大学;2010年
5 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
6 李岸香;基于随机有限元法夹层结构变形研究[D];大连理工大学;2010年
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8 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
9 孙强;胜利煤田东二号露天矿边坡稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 张荣闯;基坑开挖的数值模拟及变形预测研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
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1 陈天红;张伯艳;谢清荣;谭海滨;;人工合成地震波研究[J];四川建筑科学研究;2010年02期
2 陈昌凯,阮永芬,熊恩来;地震作用下边坡稳定的动力分析方法[J];地下空间与工程学报;2005年S1期
3 宋雅坤;郑颖人;赵尚毅;雷文杰;;有限元强度折减法在三维边坡中的应用研究[J];地下空间与工程学报;2006年05期
4 许年春;石维力;石东虹;;地震作用下边坡动力系数有限元分析[J];地下空间与工程学报;2008年06期
5 包太;言志信;刘新荣;;有理函数在隧道监测数据回归分析中的应用[J];地下空间与工程学报;2009年05期
6 侯世伟;杜修力;李立云;;土坡稳定分析中的最危险滑裂面问题[J];地下空间与工程学报;2010年03期
7 刘佳;鲁海;崔颖辉;吕霁;;边坡稳定性的动力影响因素分析[J];北方工业大学学报;2009年01期
8 赵丽滨;秦田亮;李嘉玺;付月;;复合材料结构三维有限元分析的材料参数[J];北京航空航天大学学报;2010年07期
9 陈德勇,马凤英,郑春林,张英会;机械功能参数下可靠度的最大熵分布和贝叶斯估计[J];北京科技大学学报;1994年01期
10 李兆金;龈下冠折牙根牵引伸出桩冠治疗[J];北京口腔医学;1996年04期
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1 朱超;大瑞铁路罗家村隧道地质环境与工程稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
2 唐胜传;复杂场地高坝建设适宜性的工程地质研究[D];成都理工大学;2002年
3 张玉峰;特征造型技术在有限元分析建模中的应用研究[D];武汉大学;2004年
4 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
5 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
6 李东升;基于可靠度理论的边坡风险评价研究[D];重庆大学;2006年
7 石丙飞;广州科学城林语山庄人工高边坡稳定性评价及设计研究[D];吉林大学;2006年
8 张宇;工程结构可靠度分析的若干问题研究[D];同济大学;2006年
9 杨文东;降雨型滑坡特征及其稳定分析研究[D];武汉理工大学;2006年
10 毕忠伟;岩体力学参数推断的Bayes方法及截尾可靠度的研究与应用[D];中南大学;2008年
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1 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
2 何显松;高拱坝坝肩稳定三维地质力学模型破坏试验研究[D];四川大学;2002年
3 陈彦琢;降雨条件下非饱和土坡非稳定渗流的数值模拟与土坡稳定分析[D];浙江大学;2003年
4 裘军良;公路隧道围岩判别和支护设计人工神经元网络方法的研究[D];长安大学;2003年
5 黄国军;拱坝整体稳定的物理模型和数学模型研究[D];河海大学;2004年
6 薛飞鸿;内蒙古锦—茅高等级公路边坡稳定性分析及加固[D];太原理工大学;2004年
7 张嵘嵘;冠根斜折牙体重塑后桩核冠修复对抗折力的影响[D];河北医科大学;2004年
8 王爱民;三维模型和材料试验仪器研制及量测方法研究[D];清华大学;2004年
9 薛光桥;基于数值模拟和监测监控的隧道围岩稳定性判定方法的研究[D];武汉理工大学;2005年
10 陈学东;浅层非饱和带降雨入渗规律的试验与数值研究[D];河海大学;2005年
【二级引证文献】
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1 曲星;李宁;周钟;孙宏超;;锦屏一级水电站f5断层置换硐及其交叉硐段稳定性及支护结构设计研究[J];岩石力学与工程学报;2012年S2期
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1 王胜;锦屏一级水电站左岸抗力体地质缺陷及加固处理技术研究[D];成都理工大学;2010年
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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
2 金昊;马尔康隧道围岩变形与稳定性研究[D];西华大学;2012年
3 吴永;山西阳曲1号黄土公路隧道施工技术模拟及现场监测分析[D];西安科技大学;2012年
4 曾艳;西安地铁二号线会展中心~三爻区间隧道施工现场监测及数值模拟[D];西安科技大学;2012年
【二级参考文献】
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1 赵尚毅,时卫民,郑颖人;边坡稳定性分析的有限元法[J];地下空间;2001年S1期
2 杨成永,张弥,白小亮;用于结构可靠度分析的多响应面法[J];北方交通大学学报;2001年01期
3 渠时勤,杨成渝;万县市区土体物理力学参数统计分布及其在边坡可靠度中的应用[J];重庆交通学院学报;1998年03期
4 唐辉明,滕伟福;岩土工程数值模拟新方法[J];地质科技情报;1998年S2期
5 栾茂田,武亚军,年廷凯;强度折减有限元法中边坡失稳的塑性区判据及其应用[J];防灾减灾工程学报;2003年03期
6 李杰;随机结构动力分析的扩阶系统方法[J];工程力学;1996年01期
7 孙万禾;黄传志;;港口工程地基稳定可靠性分析[J];港口工程;1989年04期
8 时卫民,郑颖人,张鲁渝,邓卫东;滑移面为直线假设下的斜坡稳定分析[J];公路交通技术;2001年03期
9 武清玺,吕泰仁,吴世伟;变量相关时结构可靠指标的计算[J];高校应用数学学报A辑(中文版);1987年03期
10 王家巨,刘琦,骆中洲;边坡可靠性分析的非线性有限元正交设计算法[J];化工矿山技术;1994年02期
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1 王志亮;软基路堤沉降预测和计算[D];河海大学;2004年
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1 谭晓慧;王建国;刘新荣;刘东甲;吴道祥;;边坡稳定的有限元可靠度计算及敏感性分析[J];岩石力学与工程学报;2007年01期
2 张军锋;苏永江;张锦堂;;岩质边坡稳定性计算及敏感性分析[J];山西建筑;2009年27期
3 刘小文,沈细中,耿小牧;基于径向基函数的框架结构抗震可靠度分析[J];兰州理工大学学报;2005年03期
4 王小虎;李建林;;铅厂沟滑坡稳定多因素敏感性分析[J];华北水利水电学院学报;2007年02期
5 邓建;韩斌;;不等跨连拱隧道衬砌结构可靠度及敏感性分析[J];地下空间与工程学报;2005年06期
6 谭晓慧;;边坡稳定的非线性有限元可靠度分析方法研究[J];岩石力学与工程学报;2008年08期
7 揭亮;张秋翔;蔡纪宁;李双喜;;新型辅助密封圈的有限元分析[J];润滑与密封;2009年02期
8 张亦良;姜公锋;徐学东;丁大伟;;汽车转向横拉杆断裂失效分析[J];北京工业大学学报;2010年10期
9 苏世毅;梁波;;基于ANSYS及Monte-Carlo法的边坡可靠度分析[J];山西建筑;2008年06期
10 谭晓慧;王建国;胡晓军;毕卫华;;边坡稳定的模糊随机有限元可靠度分析[J];岩土工程学报;2009年07期
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1 赵博;;利用GEO-SLOPE软件的边坡稳定的可靠度分析[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
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6 舒铁;李昕;周晶;;单立柱海洋平台的可靠度分析[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第二册)[C];2005年
7 邓鹏飞;张能义;;响应面法在公路边坡可靠度分析中的应用[A];全国城市公路学会第十七届(2008)学术年会论文集[C];2008年
8 娄一青;;降雨条件下边坡渗流及稳定有限元分析[A];2007重大水利水电科技前沿院士论坛暨首届中国水利博士论坛论文集[C];2007年
9 聂鑫;马艳;樊健生;;大型煤气柜的风载稳定性分析[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
10 徐兵;徐建国;黎维芬;宗欣;;橡胶隔振体大变形接触分析[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
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1 杜立洪 温泉公路段;对公路边坡稳定与防护的一些浅见[N];博尔塔拉报;2008年
2 龚逸奇;渤船重工成功研发船舶有限元分析计算软件[N];中国船舶报;2009年
3 糟永强 赵立疆;浅谈公路边坡稳定与防护问题[N];伊犁日报(汉);2006年
4 潘志龙;矿山绿色开采中边坡的庙宇与控制(上)[N];中国花卉报;2008年
5 晨钟;攀钢采用有限元分析钢轨精轧工艺[N];世界金属导报;2003年
6 孟晶;CAD/CAE技术亟须走出象牙塔[N];中国化工报;2006年
7 刘奕湛;社科院:中国经济周期波动呈现良性大变形[N];新华每日电讯;2007年
8 钟爱军;Excel在投资项目敏感性分析中的作用[N];海峡财经导报;2006年
9 温文;土钉墙边坡支护技术[N];中国花卉报;2008年
10 本报记者 高丽华;一本万利的投资[N];计算机世界;2005年
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1 谭晓慧;边坡稳定的非线性有限元可靠度分析方法研究[D];合肥工业大学;2007年
2 周斌;湘西红砂岩顺层边坡稳定可靠度分析和风险评估[D];中南大学;2010年
3 毕见强;2A12铝块体超细晶材料的制备、模拟及细化机制的研究[D];山东大学;2005年
4 刘天丰;非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题研究[D];浙江大学;2005年
5 王庆雷;动力化髋关节外固定器的研制及其相关研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2006年
6 徐海良;单泵与储料罐组合的深海采矿软管输送系统研究[D];中南大学;2004年
7 刘少源;高速公路汽车与护栏碰撞的动力特性研究[D];清华大学;1994年
8 徐志科;行波型超声波电机的模型仿真与试验研究[D];东南大学;2005年
9 赵学涛;纵弯复合振动模态球型超声电机的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 周玉锋;反应烧结碳化硅基底致密层制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
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1 冯敏杰;基于神经网络的边坡稳定可靠度分析方法研究[D];合肥工业大学;2008年
2 毕卫华;基于智能响应面法的边坡稳定可靠度分析方法研究[D];合肥工业大学;2010年
3 孙希兴;极端海况锦州JZ20-2平台的风险评估[D];中国海洋大学;2005年
4 陈晓军;偏心胀管器有限元分析及结构优化[D];大庆石油学院;2005年
5 王轶昕;土坡稳定应力状态方法的敏感性分析[D];合肥工业大学;2010年
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9 赵康宁;海南山区公路边坡降雨失稳特性研究[D];郑州大学;2012年
10 武丽;降雨入渗对边坡渗流特性及稳定的影响研究[D];河海大学;2005年
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