基于二维随机场理论的非均质边坡稳定分析

发布时间：2020-03-26 06:44

【摘要】：在边坡工程中,大多数工程人员是应用确定性分析方法来研究边坡的稳定性,虽然该类型的方法能够快速得到边坡稳定安全系数,但是并未考虑到岩土体的自身结构、力学特性和外部荷载在正交方向上都有发生变化,从而忽略了土性参数的空间变异性。因此,在确定性的分析方法基础上,采用二维随机场理论来描述土性参数存在的这种空间变异性是有必要的。本文将材料参数的空间变异性由随机场理论来描述,详细分析了相关函数、材料参数概率分布形式、相关距离对边坡稳定分析的影响。然后,分别考虑粘聚力随机场和内摩擦角随机场,比较得出材料参数对边坡稳定分析的敏感性。最后,计算引入随机场理论情况下的边坡稳定安全系数,通过安全系数的平均值、标准差、相对误差、绝对误差结果,说明引入随机场理论对边坡稳定分析的影响。主要研究成果有:(1)三角型、指数型、指数余弦型相关函数在不同相关距离情况下,计算得到的安全系数平均值较为接近,高斯型相关函数在不同相关距离情况下的安全系数平均值均较小。(2)结合计算出的安全系数标准差、及其与极限平衡法结果的相对误差比较可知,土体材料参数服从对数正态分布的计算结果相比于正态分布形式更为可靠。(3)垂直相关距离越小,随机场离散单元个数越多,计算得到的安全系数越小,且越接近极限平衡法计算出的安全系数;垂直相关距离越大,随机场离散单元个数越少,计算得到的安全系数越大,且越偏离极限平衡法计算结果。(4)相比于内摩擦角随机场,粘聚力随机场对边坡稳定性分析结果更为敏感,忽略粘聚力随机场计算出的安全系数波动较大。(5)在相同离散单元个数情况下,有限元法计算的边坡稳定安全系数均比引入随机场时要小。
【图文】：

技术路线图

局部平均,单元,边界,互协方差

明理工大学硕士学位论文式，只要知道其控制参数（如均值、方差以及相关尺度）即可。任意两个单元、局部平均的互协方差可表示为：C￡a = 1 2 1 2 2 ( ) ( ) ( ) （2-36式中，、（， =0,1,2,3）表示局部平均单元与的边界之间的各对应离，，具体含义如图 2.2。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU43

【参考文献】