基于共线性问题的岩质边坡可靠度分析及其工程应用
发布时间：2022-01-10 17:10
我国是一个多山国家,边坡稳定性分析一直备受关注。由于岩石（体）结构的赋存状态、赋存环境的复杂性和多变性致使岩质边坡存在着大量不确定性,如:力学参数的不确定性,荷载的不确定性和计算模型的不确定性等因素。实际工程中,较高的安全系数设计后边坡仍然发生失稳,这说明采用单一的安全系数法来研究边坡稳定性不够严谨。将力学参数以均值和标准差的形式来分析边坡稳定性并最终以失效概率来判断边坡稳定性,即可靠度方法,是近几十年来分析边坡安全问题的一种较为严谨和精确研究方法。本文在已有研究所存在问题基础上,改进并提出了一些新的可靠度研究方法,并将新方法应用于对评价不同破坏模式的边坡稳定性,主要研究内容及成果概括为以下几个方面:（1）构建了基于SOED的非共线性响应面法来研究带张裂缝的边坡可靠度通过改变实验设计的轴点长度,构建了SOED设计矩阵,给出了不同随机变量情况下轴点长度χ的计算公式;提出构建后正交矩阵与响应面法思想结合,得到了基于SOED的非线性响应面法。与传统响应面法相比,基于SOED的非线性响应面法拟合的回归多项式方程更为精确,且高阶项之间不存在共线性。最后将该方法分析了考虑多个随机变量情况下的边坡可...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
近十年我国滑坡次数统计
)发生特大型滑坡灾害，造成 38 人死亡，1 人受伤[6]。滑坡体长约 220 m100 m，厚约 15 m，体积约 33 ×104m3。2004 年 12 月 11 日浙江甬台温高塌 ，崩塌高度为 60 余米，近 1.5 万立方米的塌方量，如图 1.2 所示，该进行了加固和维护，却仍然发生了失稳。而可靠度方法是将岩土体参数和方差代入滑坡稳定性计算当中，以边坡失效概率来评价边坡安全性，搞清楚参数，但参数可能取值我们可以估算。边坡稳定性分析和设计的重点是对滑坡的可靠度或失效概率进行评估，工程与其他土木工程结构相比，其重要的差别在于岩土体是天然的地质人工设计加工的。设计人员在设计时，不可能在事先把它们搞的清清楚必然存在着大量认识不清、认识不准的不确定性因素。因而，可靠度方为严谨和合理，也被工程界广泛接受和认可。此外，边坡所受荷载也可确定性，如降雨侵蚀、地震及人为开挖扰动等；分析模型也存在不确定模型可能忽略某些因素，如条间力，孔隙水压力等，或者实际为曲面滑设为平面滑动，这些在使用可靠度方法分析滑坡都可以被量化。
对共线性问题及多重共线性问题的定义进行了解释，然后对根据其定发展了共线性的检测方法，最后构建了非共线性设计矩阵以及提出较为先进的ASSO 回归方法。其中 SOED 构建的设计矩阵既可以为样本点的选取提供了精确论指导的同时，也克服了共线性问题；而 LASSO 回归压缩了某些高度共线性变系数，实现对多重共线性变量进行剔除。.1 多重共线性概念及检测方法.1.1 共线性问题共线性指的当自变量与自变量之间存在精确相关关系或高度相关关系，当多变量存在共线性时，称为多重共线性(Multicollinearity)。当共线性问题或多重共性问题存在时，回归系数的获取将被严重影响，模型估计失真或难以估计准确归方程获取的拟合值将与实际值的差距很大，即方差很大[124]。如图 2.1 所示，描述了两个变量 x1和 x2的方差x1的方差 x2的方差 x1的唯一方差 x2的唯一方
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于拟牛顿近似二阶法的岩土工程系统可靠性分析[J]. 曾鹏,陈语,李天斌. 岩石力学与工程学报. 2018(03)
[2]建立在相对安全率准则基础上的岩土工程可靠度分析与安全判据[J]. 陈祖煜. 岩石力学与工程学报. 2018(03)
[3]边坡可靠度分析的响应面方法比较研究[J]. 李典庆,郑栋,曹子君,唐小松. 武汉大学学报(工学版). 2017(01)
[4]地震荷载作用下岩石边坡的抗倾覆稳定性分析及可靠度研究[J]. 王飞,梁旭黎,杜建坡. 工程地质学报. 2016(06)
[5]边坡系统可靠度分析智能响应面法框架[J]. 康飞,李俊杰,李守巨,李红军. 武汉大学学报(工学版). 2016(05)
[6]基于人工蜂群算法的边坡地震可靠度分析[J]. 胡仁杰,程涛,许万辉,罗显枫. 武汉大学学报(工学版). 2016(05)
[7]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)
[8]基于多重响应面法的空间变异土坡系统可靠度分析[J]. 李静萍,程勇刚,李典庆,常晓林. 岩土力学. 2016(01)
[9]浙江省丽水市莲都区雅溪镇里东村滑坡灾害[J]. 刘传正. 中国地质灾害与防治学报. 2015(04)
[10]基于极限平衡法和有限元法的边坡协同式可靠度分析[J]. 李典庆,肖特,曹子君,唐小松,方国光. 岩土工程学报. 2016(06)
博士论文
[1]土体参数空间变异性模拟和土坡可靠度分析方法应用研究[D]. 吴振君.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2009
[2]岩土参数随机性分析与边坡稳定可靠度研究[D]. 谢桂华.中南大学 2009
[3]边坡稳定的非线性有限元可靠度分析方法研究[D]. 谭晓慧.合肥工业大学 2007
硕士论文
[1]节理化岩石边坡稳定性的综合评价方法[D]. 郭阿媛.河北大学 2017
[2]基于随机场理论的土质边坡可靠度分析[D]. 杨艳荣.郑州大学 2011
[3]子集模拟在边坡可靠性分析中的应用[D]. 曹子君.西南交通大学 2009
[4]滑坡灾变过程时空预测理论模型及应用[D]. 杨海清.重庆大学 2007
[5]向家山滑坡机理及稳定性研究[D]. 俸锦福.重庆大学 2006
本文编号：3581086
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
近十年我国滑坡次数统计
)发生特大型滑坡灾害，造成 38 人死亡，1 人受伤[6]。滑坡体长约 220 m100 m，厚约 15 m，体积约 33 ×104m3。2004 年 12 月 11 日浙江甬台温高塌 ，崩塌高度为 60 余米，近 1.5 万立方米的塌方量，如图 1.2 所示，该进行了加固和维护，却仍然发生了失稳。而可靠度方法是将岩土体参数和方差代入滑坡稳定性计算当中，以边坡失效概率来评价边坡安全性，搞清楚参数，但参数可能取值我们可以估算。边坡稳定性分析和设计的重点是对滑坡的可靠度或失效概率进行评估，工程与其他土木工程结构相比，其重要的差别在于岩土体是天然的地质人工设计加工的。设计人员在设计时，不可能在事先把它们搞的清清楚必然存在着大量认识不清、认识不准的不确定性因素。因而，可靠度方为严谨和合理，也被工程界广泛接受和认可。此外，边坡所受荷载也可确定性，如降雨侵蚀、地震及人为开挖扰动等；分析模型也存在不确定模型可能忽略某些因素，如条间力，孔隙水压力等，或者实际为曲面滑设为平面滑动，这些在使用可靠度方法分析滑坡都可以被量化。
对共线性问题及多重共线性问题的定义进行了解释，然后对根据其定发展了共线性的检测方法，最后构建了非共线性设计矩阵以及提出较为先进的ASSO 回归方法。其中 SOED 构建的设计矩阵既可以为样本点的选取提供了精确论指导的同时，也克服了共线性问题；而 LASSO 回归压缩了某些高度共线性变系数，实现对多重共线性变量进行剔除。.1 多重共线性概念及检测方法.1.1 共线性问题共线性指的当自变量与自变量之间存在精确相关关系或高度相关关系，当多变量存在共线性时，称为多重共线性(Multicollinearity)。当共线性问题或多重共性问题存在时，回归系数的获取将被严重影响，模型估计失真或难以估计准确归方程获取的拟合值将与实际值的差距很大，即方差很大[124]。如图 2.1 所示，描述了两个变量 x1和 x2的方差x1的方差 x2的方差 x1的唯一方差 x2的唯一方
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于拟牛顿近似二阶法的岩土工程系统可靠性分析[J]. 曾鹏,陈语,李天斌. 岩石力学与工程学报. 2018(03)
[2]建立在相对安全率准则基础上的岩土工程可靠度分析与安全判据[J]. 陈祖煜. 岩石力学与工程学报. 2018(03)
[3]边坡可靠度分析的响应面方法比较研究[J]. 李典庆,郑栋,曹子君,唐小松. 武汉大学学报(工学版). 2017(01)
[4]地震荷载作用下岩石边坡的抗倾覆稳定性分析及可靠度研究[J]. 王飞,梁旭黎,杜建坡. 工程地质学报. 2016(06)
[5]边坡系统可靠度分析智能响应面法框架[J]. 康飞,李俊杰,李守巨,李红军. 武汉大学学报(工学版). 2016(05)
[6]基于人工蜂群算法的边坡地震可靠度分析[J]. 胡仁杰,程涛,许万辉,罗显枫. 武汉大学学报(工学版). 2016(05)
[7]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)
[8]基于多重响应面法的空间变异土坡系统可靠度分析[J]. 李静萍,程勇刚,李典庆,常晓林. 岩土力学. 2016(01)
[9]浙江省丽水市莲都区雅溪镇里东村滑坡灾害[J]. 刘传正. 中国地质灾害与防治学报. 2015(04)
[10]基于极限平衡法和有限元法的边坡协同式可靠度分析[J]. 李典庆,肖特,曹子君,唐小松,方国光. 岩土工程学报. 2016(06)
博士论文
[1]土体参数空间变异性模拟和土坡可靠度分析方法应用研究[D]. 吴振君.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2009
[2]岩土参数随机性分析与边坡稳定可靠度研究[D]. 谢桂华.中南大学 2009
[3]边坡稳定的非线性有限元可靠度分析方法研究[D]. 谭晓慧.合肥工业大学 2007
硕士论文
[1]节理化岩石边坡稳定性的综合评价方法[D]. 郭阿媛.河北大学 2017
[2]基于随机场理论的土质边坡可靠度分析[D]. 杨艳荣.郑州大学 2011
[3]子集模拟在边坡可靠性分析中的应用[D]. 曹子君.西南交通大学 2009
[4]滑坡灾变过程时空预测理论模型及应用[D]. 杨海清.重庆大学 2007
[5]向家山滑坡机理及稳定性研究[D]. 俸锦福.重庆大学 2006
本文编号：3581086
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3581086.html
