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基于可靠度理论的土石坝坝坡稳定分析

陈康  
【摘要】:土石坝是我国常见的水工建筑,根据文献记载我国最早、规模较大的土石坝工程可追溯到东晋时期,大部分土石坝年代久远,而且常常因为坝体结构老化而诱发一系列安全事故,因此必须定期地对土石坝进行质量检测及病害防护,以有效避免溃坝等事故对下游地区造成严重灾害和经济损失。土石坝的稳定性研究与重力坝相比要更加复杂,除了剪切滑动、基础不均匀沉降及地震荷载破坏的研究外,还包括因非稳定渗流所诱发的管涌、流土等破坏形式的研究,而本文主要针对土石坝边坡剪切滑动破坏进行分析,提出了结合可靠度思想的分析方法。在第一章里主要介绍了国内外可靠度理论在土石坝稳定性分析领域的发展现状。第二章主要介绍近年来各种在边坡稳定分析中的常用方法以及可靠度理论的重要概念和常用方法:可靠指标的概念、原点矩估计法和蒙特-卡罗法。从第三章开始,结合石头河土石坝这项工程实例来阐述如何将可靠度理论运用到边坡的稳定分析当中,利用Geostudio软件在计算机上自动搜寻坝体最危险潜在滑动面,并求出它对应的安全系数K值,然后运用可靠度的方法对此滑动面进行分析,求得可靠指标,由于该类方法需要将影响结构稳定的不确定因素看作随机变量,而由这些随机变量组成的结构功能函数比常规算法要复杂得多,计算量较大,因此采用Matlab编程来实现繁琐的迭代计算过程,将计算结果与常规方法得到的结果作对比显示,用可靠度的方法与常规方法得到结论是一致的,说明了将可靠度理论应用在边坡稳定分析领域是可行的,同时还可以为后续的研究和推广提供参考依据。


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