基于可靠度理论的土石坝坝坡稳定分析

发布时间：2018-12-29 19:39

【摘要】：土石坝是我国常见的水工建筑,根据文献记载我国最早、规模较大的土石坝工程可追溯到东晋时期,大部分土石坝年代久远,而且常常因为坝体结构老化而诱发一系列安全事故,因此必须定期地对土石坝进行质量检测及病害防护,以有效避免溃坝等事故对下游地区造成严重灾害和经济损失。土石坝的稳定性研究与重力坝相比要更加复杂,除了剪切滑动、基础不均匀沉降及地震荷载破坏的研究外,还包括因非稳定渗流所诱发的管涌、流土等破坏形式的研究,而本文主要针对土石坝边坡剪切滑动破坏进行分析,提出了结合可靠度思想的分析方法。在第一章里主要介绍了国内外可靠度理论在土石坝稳定性分析领域的发展现状。第二章主要介绍近年来各种在边坡稳定分析中的常用方法以及可靠度理论的重要概念和常用方法:可靠指标的概念、原点矩估计法和蒙特-卡罗法。从第三章开始,结合石头河土石坝这项工程实例来阐述如何将可靠度理论运用到边坡的稳定分析当中,利用Geostudio软件在计算机上自动搜寻坝体最危险潜在滑动面,并求出它对应的安全系数K值,然后运用可靠度的方法对此滑动面进行分析,求得可靠指标,由于该类方法需要将影响结构稳定的不确定因素看作随机变量,而由这些随机变量组成的结构功能函数比常规算法要复杂得多,计算量较大,因此采用Matlab编程来实现繁琐的迭代计算过程,将计算结果与常规方法得到的结果作对比显示,用可靠度的方法与常规方法得到结论是一致的,说明了将可靠度理论应用在边坡稳定分析领域是可行的,同时还可以为后续的研究和推广提供参考依据。
[Abstract]:Earth-rock dam is a common hydraulic structure in China. According to the literature, the earliest and large-scale earth-rock dam projects can be traced back to the Eastern Jin Dynasty, and most earth-rock dams are old. Because of the aging of dam body structure, a series of safety accidents are often induced, so it is necessary to check the quality of earth-rock dam regularly and to prevent dam break from causing serious disaster and economic loss in downstream area. The stability study of earth-rock dam is more complicated than gravity dam. In addition to the study of shear slip, uneven settlement of foundation and seismic load failure, the failure forms of pipeline and fluid-soil caused by unsteady seepage are also studied. In this paper, the shear sliding failure of earth-rock dam slope is analyzed, and the method of reliability analysis is put forward. In the first chapter, the development of reliability theory in the field of earth-rock dam stability analysis is introduced. The second chapter mainly introduces the common methods in slope stability analysis in recent years, as well as the important concepts and methods of reliability theory: the concept of reliability index, the estimation of origin moment and the Monte Carlo method. Starting from the third chapter, combining with the engineering example of Shihe earth-rock dam, this paper expounds how to apply the reliability theory to the stability analysis of the slope, and use Geostudio software to automatically search the most dangerous potential sliding surface of the dam body on the computer. The corresponding safety factor K value is obtained, and then the sliding surface is analyzed by using the reliability method, and the reliability index is obtained. The uncertain factors affecting the stability of the structure need to be regarded as random variables by this kind of method. The structure function composed of these random variables is much more complicated than the conventional algorithm, so Matlab programming is used to realize the complicated iterative calculation process, and the calculated results are compared with the results obtained by the conventional method. The reliability method is consistent with the conventional method, which shows that it is feasible to apply the reliability theory to slope stability analysis, and can also provide a reference for further research and popularization.
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV641

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本文编号：2395295