边坡失效概率分布特性影响因素研究
发布时间：2020-12-21 14:40
受诸多因素的影响,边坡失效概率不是定值,实际上是具有一定置信度水平的置信区间分布的.以无限边坡为例,借助Bootstrap法判定抗剪强度参数最优边缘分布函数,采用Copula函数描述抗剪强度参数间互相关性,构建抗剪强度参数的联合分布函数,并从分布特性的角度研究了抗剪强度参数联合分布函数、边坡稳定性设计控制标准及参数变异水平对边坡失效概率的影响.研究表明:针对本算例,五类联合分布函数所得失效概率相近,其中No.16函数所得失效概率相对较大,Gaussian函数所得结果相对较小, Copula加权组合函数所得失效概率精确度相对较高;随着边坡设计控制标准的提高,则边坡稳定安全系数取值不断增加,边坡失效概率逐渐减小且趋近于0;边坡失效概率均随δφ的增加而增加,随δc的增加呈"增加-减小-增加"的趋势,并且边坡失效概率对内摩擦角φ的变异水平较黏聚力c更为敏感.
【文章来源】：西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2020年04期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
计算边坡失效概率置信区间的流程图
本算例为无限边坡稳定分析模型,如图2所示,其中:土体参数来自文献[20],具体数据如表1所示;c、φ分别为潜在滑动面上土体的有效黏聚力和有效内摩擦角;H为潜在滑动面以上土层厚度;α为边坡倾角;γ为天然重度.将H、α、γ视为确定量,分别为H=5 m、α=40°和γ=17 kN/m3.表1 抗剪强度参数试验数据[20]Tab.1 Test data of shear strength parameters 序号 黏聚力c/kPa 内摩擦角φ/° 序号 黏聚力c/kPa 内摩擦角φ/° 1 9 33 13 10 37 2 14 30 14 11 33 3 19 25 15 14 29 4 13 32 16 7 35 5 8 36 17 12 33 6 12 31 18 16 31 7 18 29 19 12 34 8 8 33 20 12 34 9 9 30 21 8 35 10 11 29 22 6 38 11 10 35 23 9 32 12 14 31 24 16 31
从图4可以看出,当Fs=Fst时,边坡失效概率均值随Fst的增大而减小且逐渐趋近于0,这说明当边坡稳定性满足规范要求的设计控制标准时,Fst越大,边坡的失稳可能性越小.当稳定性系数Fs>1时,边坡仍存在一定的失稳可能性,所以规范中根据各工况设置相应的稳定安全系数以增加工程的安全裕度是十分合理的,但当Fst≥1.20时,失效概率均值为0,若此时再提高边坡稳定性设计控制标准进行边坡设计,于边坡工程的安全可靠性没有实质意义,且不利于边坡工程的经济合理性,因此建议将《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)中的稳定安全系数限值由1.35降为1.20,但由于考虑到失效概率存在一定的变异性,因此建议将稳定安全系数限值改为1.25.4 不同抗剪强度参数变异水平对边坡失效概率的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高斯过程回归的响应面法及边坡可靠度分析[J]. 朱彬,裴华富,杨庆. 岩土工程学报. 2019(S1)
[2]基于广义可靠指标相对安全率的岩土工程设计安全判据[J]. 李典庆,周强,曹子君. 岩土力学. 2019(10)
[3]考虑地层变异性和土体参数空间变异性的边坡可靠度全概率设计方法[J]. 邓志平,牛景太,潘敏,彭友文,崔猛. 岩土工程学报. 2019(06)
[4]有限数据条件下边坡可靠度分析的Bootstrap方法[J]. 唐小松,李典庆,曹子君,周创兵,方国光. 岩土力学. 2016(03)
[5]基于Copula函数的岩土结构物系统可靠度分析[J]. 张蕾,唐小松,李典庆,曹子君. 岩土力学. 2016(01)
[6]参数特性及分布形式对边坡稳定可靠性的影响分析[J]. 黄景华,陈朝晖,莫玻,刘石虎,叶遇春. 四川大学学报(工程科学版). 2014(03)
[7]重力坝抗滑稳定可靠度分析:(一)相对安全率方法[J]. 陈祖煜,徐佳成,孙平,吴超,王玉杰,陈立宏. 水力发电学报. 2012(03)
[8]重力坝抗滑稳定可靠度分析:(二)强度指标和分项系数的合理取值研究[J]. 陈祖煜,徐佳成,陈立宏,王玉杰,孙平,吴超. 水力发电学报. 2012(03)
[9]基于Copula函数的基桩荷载-位移双曲线概率分析[J]. 唐小松,李典庆,周创兵,方国光. 岩土力学. 2012(01)
[10]基于Spencer法的边坡稳定性可靠度指标分析[J]. 郑荣跃,梧松. 岩土力学. 2006(01)
硕士论文
[1]小样本岩土参数统计特征估计及边坡稳定可靠性分析[D]. 骆飞.西南交通大学 2017
[2]土体力学参数对土坡稳定安全系数影响分析[D]. 张卫民.浙江大学 2006
本文编号：2929998
【文章来源】：西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2020年04期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
计算边坡失效概率置信区间的流程图
本算例为无限边坡稳定分析模型,如图2所示,其中:土体参数来自文献[20],具体数据如表1所示;c、φ分别为潜在滑动面上土体的有效黏聚力和有效内摩擦角;H为潜在滑动面以上土层厚度;α为边坡倾角;γ为天然重度.将H、α、γ视为确定量,分别为H=5 m、α=40°和γ=17 kN/m3.表1 抗剪强度参数试验数据[20]Tab.1 Test data of shear strength parameters 序号 黏聚力c/kPa 内摩擦角φ/° 序号 黏聚力c/kPa 内摩擦角φ/° 1 9 33 13 10 37 2 14 30 14 11 33 3 19 25 15 14 29 4 13 32 16 7 35 5 8 36 17 12 33 6 12 31 18 16 31 7 18 29 19 12 34 8 8 33 20 12 34 9 9 30 21 8 35 10 11 29 22 6 38 11 10 35 23 9 32 12 14 31 24 16 31
从图4可以看出,当Fs=Fst时,边坡失效概率均值随Fst的增大而减小且逐渐趋近于0,这说明当边坡稳定性满足规范要求的设计控制标准时,Fst越大,边坡的失稳可能性越小.当稳定性系数Fs>1时,边坡仍存在一定的失稳可能性,所以规范中根据各工况设置相应的稳定安全系数以增加工程的安全裕度是十分合理的,但当Fst≥1.20时,失效概率均值为0,若此时再提高边坡稳定性设计控制标准进行边坡设计,于边坡工程的安全可靠性没有实质意义,且不利于边坡工程的经济合理性,因此建议将《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)中的稳定安全系数限值由1.35降为1.20,但由于考虑到失效概率存在一定的变异性,因此建议将稳定安全系数限值改为1.25.4 不同抗剪强度参数变异水平对边坡失效概率的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高斯过程回归的响应面法及边坡可靠度分析[J]. 朱彬,裴华富,杨庆. 岩土工程学报. 2019(S1)
[2]基于广义可靠指标相对安全率的岩土工程设计安全判据[J]. 李典庆,周强,曹子君. 岩土力学. 2019(10)
[3]考虑地层变异性和土体参数空间变异性的边坡可靠度全概率设计方法[J]. 邓志平,牛景太,潘敏,彭友文,崔猛. 岩土工程学报. 2019(06)
[4]有限数据条件下边坡可靠度分析的Bootstrap方法[J]. 唐小松,李典庆,曹子君,周创兵,方国光. 岩土力学. 2016(03)
[5]基于Copula函数的岩土结构物系统可靠度分析[J]. 张蕾,唐小松,李典庆,曹子君. 岩土力学. 2016(01)
[6]参数特性及分布形式对边坡稳定可靠性的影响分析[J]. 黄景华,陈朝晖,莫玻,刘石虎,叶遇春. 四川大学学报(工程科学版). 2014(03)
[7]重力坝抗滑稳定可靠度分析:(一)相对安全率方法[J]. 陈祖煜,徐佳成,孙平,吴超,王玉杰,陈立宏. 水力发电学报. 2012(03)
[8]重力坝抗滑稳定可靠度分析:(二)强度指标和分项系数的合理取值研究[J]. 陈祖煜,徐佳成,陈立宏,王玉杰,孙平,吴超. 水力发电学报. 2012(03)
[9]基于Copula函数的基桩荷载-位移双曲线概率分析[J]. 唐小松,李典庆,周创兵,方国光. 岩土力学. 2012(01)
[10]基于Spencer法的边坡稳定性可靠度指标分析[J]. 郑荣跃,梧松. 岩土力学. 2006(01)
硕士论文
[1]小样本岩土参数统计特征估计及边坡稳定可靠性分析[D]. 骆飞.西南交通大学 2017
[2]土体力学参数对土坡稳定安全系数影响分析[D]. 张卫民.浙江大学 2006
本文编号：2929998
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