可靠度分析在边坡稳定性分析中的应用

针对边坡工程可靠度分析应用方面的总结,主要对边坡滑动过程的可靠度分析,多个滑动面的边坡破坏概率模型和边坡条分法稳定性分析的概率模型进行总结,并简述了边坡模糊破坏的可靠度分析的基本思想。     

基于蒙特卡洛法与极限分析上限法的边坡失效概率分析

边坡稳定性分析中，相比安全系数的确定性分析方法，可靠度方法可考虑系统中岩土参数的随机性，更加符合实际。为获得准确的边坡可靠度解答，采用蒙特卡洛法和极限分析上限法，结合边坡算例，对其边坡可靠度进行了分析。结果表明:对于具有相同岩土材料参数变异性与高度的边坡，其失效概率与自身安全系数有一定对应关系，得出的边坡概率模型避免了对同类边坡（相同变异性与坡高）可靠度（用失效概率表达）的逐个分析，大大提升了工作效率。     

利用GEO-SLOPE软件对边坡稳定的可靠度分析

边坡稳定的可靠度分析较传统的确定性分析方法具有明显的优越性,文章简介边坡可靠度分析理论,并进行工程实例计算。     

基于因素敏感性的边坡稳定可靠度分析

为了评估因素敏感性对边坡稳定可靠度的影响,针对岩石边坡中最为常见的平面剪切型边坡,在定值法计算边坡稳定安全系数的基础上,用单因素分析法、极差分析法和方差分析法对边坡几何、计算物理力学参数的敏感性进行了对比分析,然后采用Rosenblueth法对不同随机变量的组合进行了边坡稳定可靠度分析。研究结果表明:单因素分析、极差分析和方差分析得到了一致的参数敏感度排序,方差分析结果离散程度最大、分析效果最优;在假定参数变异性相同条件下,当随机变量取敏感性较大的因素时,可靠度分析的破坏概率也较大;对于敏感性较大的因素,不管是强度参数或者几何参数,若存在一定的变异性,在可靠度分析中都不应忽视,否则将对结果产生重大影响;在边坡可靠度分析前先确定各个稳定影响因素的敏感性排序,再根据实际参数的变异性选取随机变量,分析结果往往更加合理。     

基于二次响应面的震区边坡稳定性可靠度分析

本文在考虑边坡岩体参数非确定的基础上,基于二次响应面的边坡稳定可靠度分析方法,采用快速拉格朗日方法建立了震区岩质边坡稳定性可靠指标计算模型。结合湖南省对口支援四川理县灾后重建项目——理县至小金公路（理县段）路堑边坡,开展了震区边坡稳定性可靠度分析,计算结果表明：二次响应面计算次数远远少于传统蒙特卡洛方法,计算结果满足精度要求;通过对依托工程边坡动力数值模拟的可靠度分析表明,采用二次响应面法计算的可靠度指标Pf=6.861%,采用传统蒙特卡洛方法计算的可靠度指标Pf=5.117×10-2,计算精度较好;最大剪应变增量出现在坡体表面坡腰处,故选择该坡腰处作为边坡安全的控制点,其可靠度最小值为3.1左右,时间出现在16.5 s,可靠度满足设计要求,表明该处边坡整体稳定性较好。     

基于强度折减法的黄土边坡可靠度分析

由于地质条件的复杂性,影响边坡稳定性因素存在着不同程度上的不确定性.因此,在边坡稳定性分析中,应考虑这些因素的不确定,对边坡进行可靠度分析.文中将有限元强度折减法和点估计法结合进行边坡的可靠度分析.对有限元强度折减法和点估计法的基本原理进行了简单介绍,将二者相结合进行一黄土边坡的可靠度分析.计算结果表明,该边坡整体上较稳定,但可能发生黄土层的浅层滑动,边坡的平均安全系数为1.10,处于基本稳定状态.边坡的破坏概率为26.5％,属于低危险等级,需对该边坡进行进一步的观测.有限元强度折减法和点估计法相结合,可方便、简捷地对边坡可靠性进行评价.     

基于数值差分法的边坡可靠度分析模型

通过研究Janbu模式边坡稳定的力学分析过程和特点,归纳了其安全系数的计算流程,指出了Janbu模式下边坡稳定可靠度计算存在的问题.由此引入差分法,依据复合函数求导原理,推导了采用验算点方法求解Janbu模式下边坡稳定可靠度过程中各项偏导数的计算公式和可靠度指标的线性逼近循环迭代方法,并研发了一种基于数值差分的极限平衡模式下的新型可靠度近似计算方法.最后对某公路边坡的稳定可靠度进行分析,并与响应面法及蒙特卡洛法结果进行了对比.研究表明所提出的方法简便、精度,能满足工程要求,具有较好的工程实用价值.     

基于加速遗传算法的震区边坡稳定性可靠度分析

针对传统极限平衡理论的传统边坡安全度评价方法——中值安全系数法难以体现边坡工程的不确定性,本文基于随机概率分析的边坡稳定可靠度分析方法,充分考虑岩土体参数的均值及其变异性,采用的加速遗传算法计算边坡可靠度指标,并同时搜索最危险滑动面的算法,避免了遗传算法的嵌套,减少了计算量,从而极大的提高运算效率。结合湖南省对口支援四川理县灾后重建项目——理县至小金公路（理县段）k4＋040路堑边坡开展可靠度分析,计算结果表明,该边坡在普通工况条件下边坡安全系数为1.305,满足规范要求,其可靠度指标Pf=10.21%,稳定性较好;但对于该地可能出现的强震及降雨（工况3）,边坡安全系数分别为1.060,边坡基本处于极限平衡状态其可靠度指标Pf=5.87%,稳定性较差,在此基础上提出的加固优化方案,为今后类似工程提供参考。     

边坡稳定的可靠度分析与评价

边坡的可靠性分析能为边坡的稳定提供信息。c、φ值是影响边坡失稳的主要强度指标。其变异性会给可靠度造成很大影响，c、φ值的概型分布也会给可靠度计算结果带来差别。     

地震力作用下锚固边坡可靠度风险分析

在考虑锚固力、水平地震力等因素的基础上确定边坡的可靠度计算公式,建立了综合风险评价指标,使边坡分析的动力学、静力学与可靠度理论获得有机结合.以工程实例说明了主要计算过程.     

可靠性分析在边坡灰色聚类问题中的应用

选取了“过程降雨量”与“最大地震震级”作为可靠性分析的目标因素,将其可靠度引入到传统BP神经网络预测边坡灰色聚类问题的方法中,将5个典型边坡中的3个作为预测样本对其余2个进行分析,得到了两个目标因素单独作用于边坡时边坡的可靠度以及在选取的9个因素共同作用下较精确的预测结果,可以为边坡工程提供参考.     

基于虚拟试验的边坡失稳概率分析方法

针对边坡稳定性分析中,极限平衡条分法得出的边坡稳定性系数表达式是一个高度非线性方程而导致可靠度计算无法进行的问题,按照复杂结构稳定可靠度求解思路,建立了以条分模式稳定性系数计算作为虚拟试验,以二次多项式为验算点逼近过渡函数,依据基本随机变量分析边坡稳定失效概率的方法。以陈祖煜-摩根斯坦边坡条分模式为例,阐明了在新方法中可靠度指标计算的步骤和精度控制及递归修正的实现过程。采用该方法计算了某公路边坡的失稳概率,并与精确解进行了比较。结果表明:该方法计算结果与精确解的相对误差为4.66%,绝对误差为0.535%,适用于边坡工程的失稳概率分析。     

基于Newmark-β法的地震作用下顺层岩质边坡可靠度时程分析方法

为了提高传统顺层岩质边坡地震响应的时程分析方法的计算效率,以及在地震作用下边坡动力可靠度评价指标的选取方法中考虑地震随机性的特征,运用Newmark-β法和MATLAB/Simulink工具建立了顺层岩质边坡地震响应的简化计算方法,基于Monte Carlo法进一步给出了安全系数与可靠度时程的计算方法。根据边坡工程技术规范中规定的边坡稳定安全系数最低要求值和实际工程中可接受的边坡最大允许破坏概率,提出了最低安全要求可靠度和最大允许失效可靠度2个新的评价指标,并给出了相应的计算方法。最后,采用2个新的评价指标对地震作用下边坡动力可靠性进行综合评判。结果表明:提出的顺层岩质边坡地震响应简化计算方法合理可行,且具有较高的计算效率和精度;与其他的边坡地震可靠度评价方法相比,该方法采用2个新的评价指标评价地震作用下边坡动力可靠性的方法可靠,其考虑了边坡地震可靠度随机性的特征,且与边坡工程技术规范和实际工程风险相结合,计算结果能更真实地反映地震作用下边坡的安全状况,更具合理性和工程适用性。     

基于随机场理论的路堑边坡稳定性可靠度分析

与传统的安全系数法分析边坡稳定性相比,以概率统计为基础的考虑到岩土性质的变异性和不确定性的可靠度方法更为客观。针对黄延高速公路一个典型的路堑边坡工程,将空间随机场理论引入到边坡稳定可靠度分析中,构建基于传递系数法的功能函数,得到内摩擦角和粘聚力相关和不相关及不同方差折减系数情况下的破坏概率,获得了一些基本结论。     

洪水作用下受锚土质边坡稳定可靠性分析

为研究洪水对路基高陡土质边坡稳定性的影响，通过现场统计、理论推导和工程试验，构建受锚土质边坡的6种破坏模式，得到洪水作用下受锚土质边坡的失效模式、锚固结构的蠕变模型和时效可靠度解析式。以土体抗剪强度指标为基本随机变量，通过一次二阶矩法，得到考虑时间效应的受锚边坡系统可靠度指标的理论解析式。算例显示:可靠度指标随时间延续具有显著的指数衰减特征，在洪水作用早期时效可靠度指标变化非常明显；随着锚固力增加，时效可靠度指标增加，随着地下水渗透有效应力增加，抗剪强度指标提高，边坡时效可靠度指标增加。     

基于非线性Barton-Bandis准则的岩质边坡可靠度研究

岩质边坡稳定性分析是岩土工程研究领域的热点问题之一,采用线性Mohr-Coulomb破坏准则和确定性分析方法研究岩质边坡稳定性存在一定的局限性。基于Hoek和Bray提出的典型平面岩质边坡破坏模式,采用Barton-Bandis非线性破坏准则,考虑岩质边坡滑动过程静力平衡条件,推导出岩质边坡安全系数表达式,并结合可靠度理论,通过MATLAB编程优化计算得到岩质边坡可靠度指标。算例分析结果表明:可靠度理论与数值模拟的计算结果吻合良好,证明本研究方法的可行性和有效性;Barton-Bandis非线性破坏准则中摩擦角φ_b、结构面粗糙系数JRC和结构面有效抗压系数JCS对岩质边坡稳定性有着显著影响,且岩质边坡稳定性随着φ_b,JRC和JCS的增加而提升;随机变量参数φ_b,JRC和JCS对岩质边坡稳定性影响程度不一,其中φ_b和JRC对岩质边坡稳定性的影响较为显著,而JCS对岩质边坡稳定性的影响相对较小;岩质边坡稳定性随着φ_b,JRC和JCS变异系数的增加而降低;后缘裂缝地下水位上升,岩质边坡的失效概率显著增大,坡体内部应该设置完善的排水系统。     

随机地震作用下框架锚杆锚固边坡稳定性可靠度分析

为了能够准确进行随机地震作用下框架锚杆锚固边坡的稳定性评价,开展其稳定性评价方法及可靠性抗震设计理论研究,将坡后土体考虑为弹性体,建立了坡后土体动力计算模型,将地震激励视为随机变量,采用虚拟激励法求得边坡随机地震反应,获得了边坡地震加速度反应功率谱,给出了最危险滑移面确定的极限状态方程和稳定性可靠度计算方法。将提出的计算方法应用于工程实例,运用可靠度理论分析了地震加速度的分布特征对支护边坡稳定性的影响和最小稳定系数的变化规律,进行了随机地震动力反应分析及稳定性可靠度计算,并采用Monte Carlo法验证了提出方法的有效性。结果表明:提出的分析模型物理概念明确,是一种快速、精确、实用的分析方法;提出的方法为框架预应力锚杆支护边坡的稳定性可靠度计算提供了理论依据和一种新的计算途径。     

公路边坡稳定性模糊可靠度分析与应用

建立了边坡稳定的模糊可靠度模型,考虑了破坏准则的模糊不确定性,使设计更为合理,并就该模型讨论了相关的抗剪强度指标的敏感性问题以及极限状态函数均方差的变化对边坡模糊可靠度的影响.     

襄渝线雨泉沟滑坡稳定性评价分析

因山体坡脚修建厂房切坡开挖,导致雨泉沟隧道出口山体扰动形成滑坡,并导致隧道衬砌大面积产生裂缝,严重危及铁路运营安全。结合极限平衡分析原理的Janbu法和Monte-Carlo随机模拟方法,建立了边坡稳定性分析的可靠度方法,以雨泉沟滑坡为实例,采用该方法对原边坡、病害边坡、治理边坡的稳定性进行了综合分析。分析结果表明:传统的安全系数法,较难反映雨泉沟滑坡处于滑动失稳破坏发展阶段的实际状况,而可靠度方法的分析结果与滑坡的实际状况更为吻合,即病害边坡处于危险状态,治理后的滑坡已稳定安全。     

土钉支护结构可靠性分析

讨论了公路边坡土钉支护结构稳定可靠性分析方法。利用极限平衡法提出了素土边坡稳定性和土钉支护结构稳定性的扳限状态方程，并对一个实际边坡土钉支护工程进行了校棱，分析了土钉支护对边坡穗定可靠度的影响。