收藏本站
收藏 | 论文排版

岩土参数随机性分析与边坡稳定可靠度研究

谢桂华  
【摘要】: 边坡的稳定性评价一直是岩土工程中非常重要的研究课题。迄今,边坡稳定性评价方法已有安全系数法和可靠性方法两类,但这些方法尚存在以下不足:安全系数法不能考虑边坡的土性参数、孔隙水压等因素中客观存在的较大不确定性,由此导致具有相同安全系数的不同边坡可能具有相去甚远的失效风险水平;可靠性方法虽考虑了参数的随机性,但其相关统计资料、统计方法和边坡稳定可靠性分析方法尚不完善,导致该法在计算量、收敛性、精度和工程实用性上存在诸多缺陷。本文针对以上问题,深入研究了岩土参数随机性统计方法,在广泛收集边坡测试资料和补充试验的基础上,统计分析了典型岩土的力学参数的概率分布规律;分析了具有单一失效模式的边坡可靠度计算中存在的关键问题,提出了相应的解决办法;针对多失效模式的边坡,改进了基于矩阵的体系可靠度法(MSR法),应用该法解决了复杂边坡体系的稳定可靠度计算问题;在以上分析基础上,开发了边坡稳定可靠性计算程序。主要工作及成果如下: 1、研究了岩土参数不确定性的量化方法;统计分析了我国部分典型土性参数的随机性特征;收集了23个岩石边坡的1500多组岩土力学参数的测试数据和统计资料,进行了岩石力学性质的补充试验,并统计了我国部分典型岩体的强度参数概率分布规律,为边坡可靠性分析提供了基础数据。 2、针对经典的假设检验法不适用于样本量很多或很少的极端情况,提出了新的岩土参数统计方法: (1)针对“大样本”:为弥补信息熵推断法的准确性受参数边界影响较大、最佳平方逼近法在多项式次数较高时结果不稳定等缺点和不足,提出了采用正交多项式拟合岩土参数概率密度函数的方法,利用样本统计矩的信息,推导了勒让德(Legendre)正交多项式和切尔雪夫(Chebyshev)多项式的拟合公式。通过仿真实验和工程实例验证了其正确性和优势。 (2)针对“小样本”:首次引入Bootstrap法进行岩土参数的统计分析,通过计算机仿真解决样本量很少时参数分布的推断问题;采用Bayes原理及其推广公式,充分利用验前信息,修正和完善岩土参数的概率模型;利用多源信息,首次将“K-L信息距离”引入到参数概率分布推断中,提出了K-L信息融合法,使多源信息融合方法的客观性和可信性得到了较大幅度的提高。仿真实例和工程实例证明了上述方法能较好地解决小样本的统计问题。 3、针对单一失效模式的边坡可靠性分析中的几个关键问题(边坡稳定极限平衡方程的构建、滑面的模拟技术、关键概率滑面的搜索和可靠指标的求解),分别提出了相应的解决方法:基于边坡极限平衡原理建立了稳定极限平衡方程(或方程组);通过选用圆弧滑面的基本控制参数避免出现无效滑面或遗漏关键滑面;通过约束非圆弧滑面底边的倾角以控制其中间顶点的生成,且通过逐渐增加顶点个数来提高滑面模拟效率;改进遗传算法搜索最小可靠指标以提高搜索的效率和质量。测试算例和工程实例结果表明:该法比安全系数法更能反映工程实际情况;与已有可靠度分析方法相比,省却了求解安全系数的过程,显著降低了计算量,提高了收敛性。 4、以系统的观点研究了具有多个失效模式的边坡稳定可靠性问题,提出了MSR法中事件向量c的构造公式,并与线性规划(LP)法和多尺度法相结合,解决了复杂边坡体系可靠性的计算难题。研究表明:该法大大简化了事件向量c的识别过程,便于实现计算机自动识别;结合LP法和多尺度法,可将MSR法用于复杂边坡的体系可靠度计算,且优化过程易于实现,结果精度较高。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 朱俊锋;王东炜;霍达;;基于位移的RC多层框架结构失效模式相关性分析[J];郑州大学学报(理学版);2007年01期
2 朱俊锋;王东炜;霍达;;基于位移的RC高层框架结构在小震作用下失效相关性分析[J];河南科学;2006年06期
3 程心恕;重力坝体系可靠度探讨[J];福州大学学报(自然科学版);1996年01期
4 贡金鑫,赵国藩;串联结构体系可靠度的二元泰勒级数展开[J];计算力学学报;1997年01期
5 张小庆,康海贵,王复明;一种新的体系可靠度的近似计算方法[J];工程力学;2004年01期
6 徐征;;直流电致发光粉末显示器件的电导纳测量及其失效模式[J];液晶与显示;1989年Z1期
7 周自强;产品和系统的寿命估算[J];材料导报;1994年03期
8 戴琳;浅论失效物理学[J];大学物理;1998年12期
9 刘长虹,来新泉,吕震宙,郑长卿;枚举结构静强度广义可靠性主要失效模式的准则法[J];机械强度;1998年02期
10 赵维涛,安伟光,严心池;同时考虑结构系统强度和疲劳的可靠性分析[J];哈尔滨工程大学学报;2004年05期
11 刘圆;岳前进;屈衍;张力;李红涛;;抗冰导管架平台结构动力安全评估[J];应用基础与工程科学学报;2007年01期
12 肖集雄;李庆容;王定虎;徐晓英;;中美两国ESD失效分析研究现状及比较[J];河北大学学报(自然科学版);2007年S1期
13 赵志勇;;刀具的失效模式及应对措施[J];科协论坛(下半月);2008年03期
14 朱红涛;;过程FMEA实施中注意的几个问题[J];中国质量;2009年07期
15 孙蓓云;陈向跃;翟爱斌;毛从光;;直流固态继电器电磁脉冲失效模式实验研究[J];强激光与粒子束;2009年12期
16 张亮泉;李惠;欧进萍;;基于Pushover分析的CFRP网架失效模式及其控制方法[J];世界地震工程;2010年01期
17 李永红;武月琴;敖亮;;基于故障聚类分析的产品可靠性预计方法研究[J];航空标准化与质量;2010年06期
18 吕震宙,岳珠峰,冯元生;元件与模式相对重要度对静强度可靠度的影响分析[J];力学季刊;1996年04期
19 毛红祥;军用光学系统的可靠性研究[J];应用光学;1997年03期
20 周麟,唐家祥;基于遗传算法的框架结构系统可靠性优化[J];武汉化工学院学报;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马永欣;浦聿修;;结构体系可靠度的简化近似计算[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会结构可靠度委员会全国第三届学术交流会议论文集[C];1992年
2 吴世伟;李同春;张思俊;吕泰仁;刘宁;;拱坝的失效模式与可靠度[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会结构可靠度委员会全国第三届学术交流会议论文集[C];1992年
3 赵红亮;;岩土参数空间变异性的集合卡尔曼滤波估值[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
4 钱鹏;叶列平;翁冠群;;CFRP杆轴心受力失效模式与变形性能研究[A];第三届全国FRP学术交流会议论文集[C];2004年
5 邓贵德;郑津洋;陈勇军;马利;赵隆茂;孙亮;;小倾角离散多层爆炸容器失效模式研究[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
6 高兆丰;高金环;徐立生;张士芬;;耿氏二极管的几种失效模式及其机理分析[A];2007'第十二届全国可靠性物理学术讨论会论文集[C];2007年
7 郑瑾;张其林;;建筑用夹芯板研究综述[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年
8 刘闯;刘西拉;;反映结构体系可靠性的加权指标[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1994年
9 刘闯;刘西拉;;结构体系可靠性计算精度的探讨[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1995年
10 易伟建;张颖;;基于结构优化的“强柱弱梁”弯矩增大系数研究[A];防震减灾工程研究与进展——全国首届防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢桂华;岩土参数随机性分析与边坡稳定可靠度研究[D];中南大学;2009年
2 唐纯喜;长距离输水工程的关键结构体系可靠度研究[D];浙江大学;2007年
3 胡强;深基坑工程建模理论与稳定性评判的关键技术研究[D];河海大学;2004年
4 李志华;隧道结构生命全过程可靠度研究[D];大连理工大学;2008年
5 刘显德;油气管道失效模式智能诊断技术研究[D];东北石油大学;2010年
6 何涛;地下结构随机荷载反演与可靠性分析研究[D];同济大学;2007年
7 刘春原;基于GIS系统的岩土参数随机场特性研究[D];天津大学;2003年
8 张忠秀;方钢管混凝土柱—钢梁—核心筒住宅结构体系可靠度研究[D];天津大学;2004年
9 王小兵;热机电耦合压电智能薄板结构不确定性及其H_∞振动控制研究[D];西安电子科技大学;2007年
10 张小庆;结构体系可靠度分析方法研究[D];大连理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘志巍;密码算法的随机性测试研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 苌自超;服役水工结构可靠性评估及维修加固决策研究[D];合肥工业大学;2009年
3 钟宏林;基于双加权响应面法的张弦梁可靠度分析[D];浙江工业大学;2009年
4 沈逢俊;连续刚构桥结构体系可靠度分析[D];长安大学;2007年
5 张朝阳;桁架结构系统可靠度计算[D];国防科学技术大学;2002年
6 彭建政;钢筋混凝土框架结构体系可靠性分析[D];西南交通大学;2005年
7 徐慧;铜及金丝与铝合金焊盘键合的金属间化合物生长和可靠性[D];哈尔滨工业大学;2006年
8 陈建;阀控式密封铅酸电池脉冲充电机理及其实现的研究[D];浙江大学;2006年
9 涂荣辉;微分等价递归算法研究及在体系可靠度分析中的应用[D];长沙理工大学;2008年
10 陈一鸣;气缸可靠性试验及数据处理方法的研究[D];武汉理工大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 姚耀富;RBI技术为化工设备提供经济检修[N];中国化工报;2007年
2 陈黎明;省特检院服务企业减少损失20亿元[N];江苏法制报;2007年
3 莫治波苏金然;EV/HEV:动力型锂离子电池最大潜在市场[N];中国电子报;2008年
4 ;质量设计造就万全高品质之六[N];中国计算机报;2005年
5 本报记者 刘聪;天马轴承:管理助推品牌建设[N];机电商报;2007年
6 周杰 欧树召 邱亚东;广东水文二队装置“天眼”监测地灾隐患[N];中国矿业报;2011年
7 常熟开关制造有限公司 李春华;用“零宽容”实现“零缺陷”[N];中国质量报;2005年
8 记者 陈妍;摩托罗拉在华培训本土供应商[N];国际商报;2002年
9 陈 杰;摩托罗拉 在华推进配套产品本土化[N];河北日报;2002年
10 李萍;济钢二烧厂“6σ+标准化”管理创高效[N];中国冶金报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978