基于Copula函数的岩土结构物系统可靠度分析
发布时间：2021-06-17 01:35
研究了基于Copula函数的抗剪强度参数联合分布模型对岩土结构物系统可靠度的影响规律,揭示了抗剪强度参数间相关结构对岩土结构物系统可靠度影响的过程。介绍了不完备概率信息条件下基于Copula函数的抗剪强度参数联合分布模型构造方法,提出了Copula理论框架下岩土结构物系统失效概率计算的蒙特卡罗模拟方法,以典型岩土结构物如挡土墙和岩质边坡为例研究了Copula函数对系统可靠度的影响。结果表明:Copula函数为不完备概率信息条件下抗剪强度参数联合分布模型的构建提供了一种有效的工具。不完备概率信息条件下岩土结构物系统可靠度不唯一,不同Copula函数计算的系统失效概率差别非常大,这种差别在实际工程可靠度设计中应该引起重视。Copula函数对系统可靠度的影响分为两个机制不同的阶段,首先是参数间相关结构对系统中单一失效模式可靠度的影响,其次是每一个失效模式对系统可靠度的影响。
【文章来源】：岩土力学. 2016,37(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
抗剪强度参数联合概率密度函数的等概率密度线对比
表失效区域，Gaussian、Frank、Plackett和No.16Copula落入该区域的点数分别为1、5、6和30，这些结果定性地展现出不同Copula函数在不完备概率信息条件下计算的岩土结构物系统失效概率间的差别。此外，由于No.16Copula函数具有下尾相关性，因此，No.16Copula函数模拟数据落入区域Ⅰ内的散点数目也最多，这更好地解释了算例中No.16Copula函数计算的系统失效概率最大的原因。黏聚力c/kPa(a)GaussianCopula与FrankCopula黏聚力c/kPa(b)GaussianCopula与PlackettCopula黏聚力c/kPa(c)GaussianCopula与No.16Copula图5抗剪强度参数联合概率密度函数的等概率密度线对比Fig.5ComparisonofPDFisolinesofshearstrengthparametersamongvariousCopulas(a)GaussianCopula(b)FrankCopula(c)PlackettCopula(d)No.16Copula图6不同Copula函数模拟的c和的散点图Fig.6ScatterplotsofsimulatedsamplesofshearstrengthparametersforvariousCopulas3.2岩质边坡3.2.1计算模型下面进一步以图7所示的楔形体岩质边坡[1]为051015202530351015202530354045502.01.61.31.0黏聚力c/kPa摩内角擦(/°)IIIIIIIVVIIIIIIIVV—N=30—N=42—N=78—N=238—N=612051015202530351015202530354045502.01.61.31.0黏聚力c/kPa摩内角擦(/°)IIIIIIIVVIIIIIIIVV—N=6—N=48—N=120—N=261—N=565051015202530351015202530354045502.01.61.31.0黏聚力c/kPaIIIIIIIVV摩内角擦(/°)IIIIIIIVV—N=5—N=48—N=124—N=260—N=563051015202530351015202530354045
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Copula理论的粗粒土渗透破坏临界水力比降估值[J]. 黄达,曾彬,顾东明. 岩土力学. 2015(05)
[2]基于Copula函数的土体抗剪强度参数二维分布模型[J]. 张蕾,唐小松,李典庆. 土木工程与管理学报. 2013(02)
[3]基于Copula函数的抗剪强度参数间相关性模拟及边坡可靠度分析[J]. 唐小松,李典庆,周创兵,方国光. 岩土工程学报. 2012(12)
[4]多滑面边坡的可靠性分析[J]. 谭晓慧. 岩石力学与工程学报. 2001(06)
本文编号：3234191
【文章来源】：岩土力学. 2016,37(01)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
抗剪强度参数联合概率密度函数的等概率密度线对比
表失效区域，Gaussian、Frank、Plackett和No.16Copula落入该区域的点数分别为1、5、6和30，这些结果定性地展现出不同Copula函数在不完备概率信息条件下计算的岩土结构物系统失效概率间的差别。此外，由于No.16Copula函数具有下尾相关性，因此，No.16Copula函数模拟数据落入区域Ⅰ内的散点数目也最多，这更好地解释了算例中No.16Copula函数计算的系统失效概率最大的原因。黏聚力c/kPa(a)GaussianCopula与FrankCopula黏聚力c/kPa(b)GaussianCopula与PlackettCopula黏聚力c/kPa(c)GaussianCopula与No.16Copula图5抗剪强度参数联合概率密度函数的等概率密度线对比Fig.5ComparisonofPDFisolinesofshearstrengthparametersamongvariousCopulas(a)GaussianCopula(b)FrankCopula(c)PlackettCopula(d)No.16Copula图6不同Copula函数模拟的c和的散点图Fig.6ScatterplotsofsimulatedsamplesofshearstrengthparametersforvariousCopulas3.2岩质边坡3.2.1计算模型下面进一步以图7所示的楔形体岩质边坡[1]为051015202530351015202530354045502.01.61.31.0黏聚力c/kPa摩内角擦(/°)IIIIIIIVVIIIIIIIVV—N=30—N=42—N=78—N=238—N=612051015202530351015202530354045502.01.61.31.0黏聚力c/kPa摩内角擦(/°)IIIIIIIVVIIIIIIIVV—N=6—N=48—N=120—N=261—N=565051015202530351015202530354045502.01.61.31.0黏聚力c/kPaIIIIIIIVV摩内角擦(/°)IIIIIIIVV—N=5—N=48—N=124—N=260—N=563051015202530351015202530354045
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Copula理论的粗粒土渗透破坏临界水力比降估值[J]. 黄达,曾彬,顾东明. 岩土力学. 2015(05)
[2]基于Copula函数的土体抗剪强度参数二维分布模型[J]. 张蕾,唐小松,李典庆. 土木工程与管理学报. 2013(02)
[3]基于Copula函数的抗剪强度参数间相关性模拟及边坡可靠度分析[J]. 唐小松,李典庆,周创兵,方国光. 岩土工程学报. 2012(12)
[4]多滑面边坡的可靠性分析[J]. 谭晓慧. 岩石力学与工程学报. 2001(06)
本文编号：3234191
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