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.     

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。     

路堑边坡模糊随机可靠度研究及工程运用

将边坡稳定的安全系数及搜索最危险滑面计算的安全系数分别作为结构强度和结构荷载，构造边坡可靠性分析的功能函数显式表达式，以此为基础，既考虑岩体力学参数的随机性，又考虑“边坡稳定”这一概念的模糊性，求解边坡模糊随机可靠度。将上述理论运用于海南中线高速公路某半路半桥路基边坡设计中，经过施工期台风季节以及通车运营半年的考验，证明该方法是合理实用的。     

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。     

岩质边坡落石运动特征参数分析及SVM预测模型

以落石的水平运动距离、弹跳高度和运动能量3个运动特征参数为目标,引入正交试验法对其影响因素进行了敏感性分析及其较不利因素水平组合研究。然后选取影响落石运动特征参数的5个因素为影响因子建立数据样本集,引入支持向量机方法建立落石预测系统对岩质边坡落石运动特征参数进行了预测。最后结合工程实例对预测系统进行了验证。本文研究结果表明:正交试验方法可以确定影响落石运动特征参数的主次因素及较不利因素水平组合;基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的预测系统不需要进行Rockfall软件的建模计算过程,就可以估算出岩质边坡落石的运动特征参数,方便快捷。     

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.     

基于剩余推力法与BP神经网络的玄武岩残坡积土公路边坡稳定性预测

采用剩余推力法与BP神经网络,以贵州省毕节地区宋阴公路K5+170~K5+220段玄武岩残坡积土边坡作为工程研究对象,对该边坡稳定性展开了计算和预测。选取现场实测剖面作为计算剖面,设置4个计算工况,由剩余推力法得到边坡天然状态(工况1)稳定性系数为1.085 1,当边坡处于16m地下水位+暴雨(工况2)、16m→8m地下变化水位(工况3)和16m→8m地下变化水位+暴雨(工况4)时,边坡稳定性系数均小于1。边坡稳定性敏感因素分析显示,滑带土黏聚力敏感系数平均值为15.9%,内摩擦角为48.3%,地下水位为34.0%,表明滑带土内摩擦角对边坡稳定影响最大,其次是地下水位。选择同一路段其他玄武岩残坡积土滑坡作为训练样本,通过Matlab神经网络ANN工具箱分步骤设计了BP网络,选择加动量学习速率自适应traingdx函数作为训练函数,采用多次预测求均值的方法获取预测结果。BP神经网络预测结果表明,边坡工况1的稳定性系数平均值为1.095~1.139,工况3为0.988~1.021,考虑到暴雨对边坡坡稳定性的影响,工况4时边坡可能发生滑动破坏。神经网络各次预测结果之间误差较大,最大达到45.87%,但求均值后的BP神经网络预测结果与剩余推力计算结果的相对误差大大降低,仅为0.4%~5.2%。将BP网络的输入参数减少为5个后,预测精度反而较高,表明黏聚力、内摩擦角、坡高、坡角、湿重度等因素对边坡稳定性有着实质性的影响,其他因素影响权重则较低。     

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。     

考虑洪水大小随机性的路基抗冲刷可靠度评价

将洪水量作为随机变量,以Rosenbleuth法为可靠度分析方法,评价路基抗冲刷可靠度.为解决定量计算不宜考虑洪水冲刷作用的问题,提出了模糊可靠度方法,将洪水量、路基所处位置、路基边坡防护措施和养护维修情况作为影响路基抗冲刷稳定性的因素,定性评价洪水冲刷作用下路基的可靠度,进一步研究了洪水量变异性对路基抗冲刷可靠度的影响,结果表明:随着洪水量变异系数的增大,路基抗冲刷的平均稳定安全系数稍有增大.在较小变异系数下,可靠指标变化明显;随着变异系数的增加,可靠指标变化逐渐减小.将提出的方法应用到天山公路中,该研究可以为沿河路基设计和水毁可靠度评价提供科学依据.     

边坡可靠性研究的发展方向

影响边坡稳定性的因素较多,而安全系数仍是目前边坡稳定性评价的重要指标,但未考虑其所涉及参数的任何变异,以致造成计算结果常有失真。实际工程中,边坡是一个具有时间属性的开放性系统,受关键性条件的制约,且具有一定的自我调整能力。因此,对于边坡可靠性研究应从内外因素两个方面进行考虑。通过分析边坡可靠性建模方法及其步骤,指出了在建模过程中应该注意的问题与应用目标。     

基于有限元计算的公路岩土边坡可靠性分析

将有限元计算与可靠性分析方法进行了有机的结合,建立一种既考虑岩土物理力学参数的随机性,又能反映岩土边坡应力分布规律的边坡稳定性的综合分析方法。利用该方法对边坡稳定性的评价结果与实际相符。     

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。     

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。     

基于强度折减法的土质边坡稳定性影响因素分析

为探讨不同因素对土质边坡稳定性的影响,根据北京地区典型地层的物理、力学参数,使用强度折减法对其进行研究,并采用灰色关联度理论对各个影响因素的敏感性进行分析,研究的影响因素包括边坡角度、边坡高度、土体黏聚力、内摩擦角、容重、弹性模量、泊松比和坡后荷载等。主要研究结论如下： 在各种影响因素中,土体的强度参数黏聚力和内摩擦角对边坡稳定性影响显著,其次是边坡的几何参数坡高和坡角,再次是土体的容重和坡后荷载,而弹性模量和泊松比对边坡稳定性无影响。     

公路边坡智能监测预警系统设计及应用研究

以Visual Studio 2013软件和SQL server数据库为技术支撑,利用C#编程语言开发了以实现边坡监测数据的管理、成图、稳定性分析等具有预测、预报功能的应用程序;编写了数字化、信息化的边坡稳定性监测和预警系统,实现对庞大繁杂的边坡监测数据的高效妥善管理和处理分析,达到监测和预警的目的。利用实际边坡相关监测数据,对该边坡监测预警系统平台进行了应用验证分析。     

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。     

基于强度折减法的边坡安全系数分析

对具体边坡工程进行了基于强度折减法的有限差分分析,得到了迭代步数突变、计算不收敛、位移最大值突变以及塑性区贯通4种边坡破坏判据下的安全系数。结果显示不同破坏判据下的安全系数略有不同。最后通过基于Sarma法的极限平衡分析验证了强度折减法得到的安全系数的可靠性。