渐进性破坏随机法在边坡稳定性分析中的应用

渐进性破坏随机法能很好反映边坡体内局部破坏的产生、扩展及对边坡整体可靠性的影响.本文介绍了渐进破坏性随机法基本原理及分析过程基础,并应用于贵州某滑坡体实例研究.结果表明,与工程经验相符,是实际可行的边坡稳定性分析方法.     

边坡模糊随机可靠性分析

为合理描述边坡稳定性分析中存在的多种不确定性,应同时考虑随机和模糊两种因素带来的影响.用L-R型模糊数描述随机变量的均值和方差,建立了模糊随机可靠性分析模型.为简化计算,将模糊数通过分解定理,取一系列λ截集,转换为一系列区间数进行计算.在一次二阶矩法基础上,推导了基于瑞典条分法及毕肖普法计算模糊随机可靠度的具体公式.算例表明,该法是合理实用的.     

应变软化边坡渐进破坏及其稳定性初步研究

采用应变软化本构模型和矢量和法,提出了一种模拟应变软化边坡渐进性破坏过程的分析方法。该方法可得到应变软化边坡的坡体材料强度参数、滑面状态、稳定安全系数、边坡破坏状态的变化过程,据此可分析边坡的渐进破坏。采用所提方法对应变软化材料边坡算例进行了分析,并与3种极限平衡法进行了对比,结果表明:(1)滑面矢量和安全系数介于传统极限平衡法峰值安全系数与残余安全系数之间,滑面强度参数部分处于峰值状态、部分处于残余状态,弥补了传统极限平衡法不能得到真实的应变软化边坡安全系数的缺陷。(2)强度参数弱化的区域与边坡破坏区域位置一致,坡脚处滑面最先出现软化,随着塑性剪切破坏的发展,其由软化状态变为残余状态,邻近部分滑面开始出现新的软化,接着进入残余状态,边坡破坏由坡脚向坡顶发展,随着这个过程的持续进行,边坡的渐进性破坏不断发展,边坡安全系数不断降低,直至渐进性破坏过程结束。(3)随着残余软化参数的增加,滑面位置逐渐变浅,矢量和法安全系数逐渐增加。该方法能够较好地分析边坡的渐进性破坏过程,具有较好的应用前景。     

采空区块体稳定性的模糊随机可靠性研究

在介绍块体稳定可靠性分析各种方法的基础上,分析了采空区块体稳定状态的随机性和模糊性的特点,根据块体理论与模糊分析学中的模糊测度理论,提出了块体稳定性的模糊随机可靠性分析方法,建立了块体稳定性模糊概率测度计算公式,并将该方法应用于浙江遂昌金矿采空区顶板围岩块体稳定性分析的工程实践中,计算结果表明,块体稳定性较差,采空区残留矿柱回采前,需采取相应的安全措施。     

边坡模糊随机可靠性分析的模糊点估计法

在统计矩点估计法和模糊随机理论的基础之上,提出边坡工程模糊随机可靠性分析的模糊点估计法,将边坡稳定性极限状态方程由模糊随机集向普通随机集转化,然后利用点估计法求解边坡的可靠度指标。鉴于岩土体物理力学参数的近似分布类型,采用区别于梯形模糊数的正态模糊数对随机变量进行模糊随机化处理,使其更趋近于物理力学参数的近似分布类型。该方法考虑了各个力学参数的模糊性,计算结果更能反映边坡的真实工作状态。算例分析结果表明,该法使用简便,计算效率高,结果可靠,避免了传统分析方法的缺点,对复杂边坡或者功能函数为隐式表达的边坡工程可靠性分析具有很大的潜力,为边坡可靠性分析提供了一条新的途径,具有广泛的应用前景。     

基于GH-B准则的节理边坡模糊破坏概率研究

广义Hoek-Brown (GH-B)强度准则作为估计完整岩石或节理岩体剪切强度的半经验准则,已成为岩体强度预测及数值计算领域中应用最广的准则之一.经验公式中涉及3个与岩体特性有关的材料参数mb、s和a,实际应用中还不能直接对这3个参数进行精确取值,只能通过中间变量推导或结合地质经验来确定.为尽可能大地消除因用H-B经验公式的中间变量推导带来的累积误差,消除边坡稳定性评价结果的偏差,本文提出了从基本随机变量着手,考虑基本变量的模糊性和随机性,通过模糊随机可靠性理论来综合分析评价边坡潜在破坏概率和风险程度的方法.首先从决定GH-B经验公式的4个基本参数GSI、σci、mi和D出发,采用模糊数对随机变量进行模糊化处理,然后引入到H-B经验公式中去,利用修正的模糊点估计方法将节理边坡的稳定极限方程由模糊集向普通随机集转化,求解边坡的模糊破坏概率.     

岩质边坡渐进破坏的三维随机分析

层间错动带是岩体结构中普遍存在的一种地质现象,含错动带的岩质边坡三维分析更是岩土工程关注的难点问题。结合国内某高拱坝工程,根据岩体层间错动带的分布状况,利用等厚度节理单元模拟了坝区22层错动带和软弱夹层,利用Mohr-Coulomb准则确定节理单元的破环方式,提出了岩质边坡三维滑动面的确定方法,该方法考虑了岩石和错动带（软弱夹层）的随机性。利用弹塑性理论、可靠度理论和破坏追踪相结合的方法,通过3 000多次有限元的计算,得到了边坡滑动面的位置、形态、破坏的先后顺序、滑动的方向以及滑动到任何程度的概率度量。含层间错动带的岩质边坡渐进破坏模式可概括为边坡的破坏起始于层间错动带的剪切破坏。随着各层间错动带的破坏、边坡结构性能恶化,部分较薄的岩层变成不同支撑形式的板,然后部分岩层开始破坏,边坡开始滑动,形成一个或几个破坏台阶,直至失稳。     

边坡渐进破坏机理及稳定性分析

在滑坡稳定分析基础上, 建立了推移式滑坡渐进破坏分析法。在机理分析基础上提出了临界状态条块或单元和相应决定方法, 以及两种破坏模式, 模式Ⅰ:整个滑体沿弱面发生破坏, 模式Ⅱ:后缘沿弱面发生破坏, 而前缘局部沿滑体发生剪切破坏, 两种破坏模式临界状态点逐步由后缘向前缘移动。研究了推移式滑坡变形规律, 提出了模式Ⅰ和Ⅱ渐进破坏过程中, 滑面上每一点的时间与位移均呈现不同的S形曲线特征, 对于整个滑体而言, 滑面上每一点的位移与高度关系, 在不同时刻呈现不同的抛物线特征, 提出了滑面位移与时间的关系呈两种类型:非稳定时间曲线和稳定时间曲线。研究了现行滑坡稳定性系数计算特点, 提出了稳定性计算综合下滑力-抗滑力、主推力和基于位移变化的方法。研究了滑坡运动特点, 提出了主滑方向的定义。研究了滑坡有限元稳定计算, 分析了引起滑坡有限元计算不收敛原因, 提出了滑坡有限元计算滑面边界法, 滑面既可以施加理想弹塑性边界, 计算稳定系数可和传统的极限状态相比较, 又可施加不同的应力-应变边界, 获得真实的应力和位移场, 并计算相对应的稳定系数, 对于潜在滑面以概率法、能量法和现场勘查法确定。     

渗透破坏情况下土坡失稳的模糊概率

探讨了渗透破坏情况下土坡失稳的模糊概率的计算方法，工程实例分析表明，该方法优于其他传统的方法。     

桩的模糊随机可靠性分析

利用一次二阶矩法,考虑可靠性分析模型中随机参数的模糊性,建立了模糊随机可靠性分析模型.利用分解定理,取一系列λ截集,将模糊数转换为一系列区间数进行运算,得到了一种模糊随机可靠度的计算方法.将该法应用到桩的可靠性分析中,实例表明,该方法是合理实用的.     

边坡稳定可靠性的随机有限元分析

随机有限元法可以处理土性参数的变异性和空间相关性。对二阶摄动随机有限元法的摄动理论和程序进行了研究，提出了偏导矩阵的组集方法，采用正态分布随机变量的正交变换法来提高计算效率。考虑土性参数随机场作用和土性指标之间的互相关性，建立边坡局部抗剪和总体稳定性可靠度的随机有限元分析模型，对某实际土坡进行了可靠度计算，计算结果较为符合实际。     

粘性土边坡破坏的随机模糊可靠度分析模型

研究表明粘性土坡具有空间变异性,它的力学参数ｃ、ψ值具有随机性和模糊性的双重特征。因此,标识边坡稳定性的稳定性系数具有随机模糊性。本文将统计分析、模糊数学和边坡破坏的可靠度理论结合起来,建立了粘性土坡破坏的随机模糊可靠度分析模型,并导出了相应的计算公式。     

岩质边坡楔形体稳定模糊随机可靠性研究

在统计矩点估计法和模糊随机理论的基础上,提出了楔形体模糊随机可靠性分析改进的模糊点估计法,将楔形体稳定极限状态方程由模糊随机集向普通随机集转化,首先采用Bayes推断方法求解小样本条件下结构面力学参数的概率分布函数,用正态模糊数对随机变量进行模糊随机化处理,然后利用模糊点估计法求解楔形体的可靠度指标。算例分析结果表明,该法使用简便,结果可靠,更能客观地反映楔形体的真实状态,从而为工程决策提供依据。     

土坡渐进破坏的可靠度

在考虑土的抗剪强度参数的变异性及相关性的基础上,以可靠度的方法研究土坡渐进破坏问题。将滑动面上的土体按等弧长划分为n个土条,假设每个土条的安全余量服从正态分布,相邻两个土条的安全余量则服从二元正态分布,根据土条破坏传播的概率,计算土坡渐进破坏的概率以及土坡中裂缝开展长度的期望值, 并对算例的结果进行了讨论。     

深基坑稳定性的模糊随机分析

基坑稳定性分析中的不确定性主要表现为随机性和模糊性,随机性体现为将各种设计参数作为随机变量, 而模糊性主要体现在其失稳的判断标准上,这与深基坑失稳破坏的模糊特征相吻合。重点阐述了深基坑稳定性分析中的模糊性, 并采用模糊随机方法,推导出基坑稳定性的广义模糊随机计算模型, 该模型可以考虑分析中所涉及到的计算力学参数的随机性和失稳判断标准的模糊性。同时还对基坑失稳概率的标准进行了讨论。最后实例分析了坑底隆起失稳的模糊概率。计算结果说明,模糊随机方法能够更全面、合理地反映基坑的实际稳定性。     

边坡工程中岩石力学参数随机模糊选取研究

岩石样本值既存在随机性,又存在模糊性。传统的统计方法不适应处理模糊性。采用随机-模糊处理方法对边坡工程中岩石力学参数进行分析,并对计算中的隶属函数取值及迭代方式进行了讨论。通过实例计算和分析认为,随机-模糊处理方法更符合实际,优于传统方法。     

刚性抗滑桩结构锚固深度的模糊随机可靠性分析

刚性抗滑桩结构的主要失稳模式是锚固段内桩侧土体受压失稳。为计算刚性抗滑桩结构的模糊随机可靠性指标和可靠度,首先根据抗滑桩滑面以下桩侧压应力 ?y在两个深度处的极值,分别建立两个极值下刚性抗滑桩锚固深度可靠性分析的结构功能函数。计算时,利用定值法比较两个极值的大小,选择较大的极值所对应的结构功能函数作为待计算的抗滑桩可靠性分析的结构功能函数,然后,考虑抗滑桩结构可靠性分析中的随机性和模糊性,建立模糊随机可靠性分析模型。在一次二阶矩法的基础上,推导出计算模糊随机可靠度的公式,用L-R型模糊数描述随机参数的均值和方差,利用分解定理处理模糊数,得到结构的随机模糊可靠性指标和可靠度。根据上述方法,利用MATLAB程序计算了某刚性抗滑桩,得出了结构的模糊可靠性指标和模糊可靠度,计算结果与安全系数法具有很好的一致性。     

考虑张拉-剪切渐进破坏的边坡矢量和法研究

针对边坡渐进破坏过程中岩土体强度参数不断劣化现象,采用应变软化模型代替传统的理想塑性模型,提出一种考虑张拉?剪切渐进破坏的边坡矢量和分析方法。从安全系数表达式与最危险滑动面搜索两方面进行研究,首先基于滑动和力的矢量特性,改进矢量和法滑动趋势与安全系数表达式,进而基于改进自适应遗传算法搜索边坡最危险滑动面。算例表明,采用应变软化模型时的矢量和法安全系数与最危险滑动面形态具有动态变化与调整的特性。该基于张拉-剪切应变软化模型的计算方法进一步扩展了边坡矢量和分析法。     

应变软化土坡渐进破坏的可靠度分析

在考虑土性参数的不确定性和土体应变软化特性的基础上,以可靠度方法建立了边坡渐进破坏的极限状态方程。通过计算边坡局部破坏概率,确定边坡中最危险的土条,并推导出破坏起始于该土条,逐渐向两侧扩展的渐进破坏概率计算公式。该方法能很好地反映边坡局部破坏的产生、扩展及对边坡整体稳定性的影响,找到最贴近实际情况的破坏传播路径,为边坡稳定分析提供了理论依据。通过算例分析可知,滑动面上各个土条的局部破坏概率均不相等,破坏起始于中部第8土条,破坏先向上传递,后向下传递至坡脚,并非从坡脚向坡顶传递的牵引式破坏,或从坡顶向坡脚传递的推移式破坏。     

基于模糊随机理论的广义可靠度在边坡稳定性分析中的应用

在常规的概率极限状态理论基础上 ,分析了边坡体安全状态的模糊性 ,在此基础上构造了基于MCS以及FORM算法的模糊随机可靠度算法 ,分别就边坡体的滑动失效、渗透破坏两种失效模式作了参数敏感性分析 ,并进一步对边坡体的系统失效模式作了探讨