抗剪强度参数有限数据条件下堆石坝坝坡稳定可靠度分析
发布时间：2020-06-19 18:57
【摘要】：水工结构可靠度分析是对于水工结构安全性进行评估的一种方法。在堆石坝坝坡稳定分析当中,是将坝体筑坝材料的抗剪强度参数视作随机变量,对室内试验获得的少量数据进行拟合,获得抗剪强度参数的概率分布,通过一系列可靠度分析方法对坝坡稳定进行分析。在往常的堆石坝坝坡稳定可靠度分析中,材料的抗剪强度参数往往被视为相互独立的随机变量,然而近几年国内外的研究发现抗剪强度参数间具有一定的相关性,且这样的相关性对于坝坡稳定可靠度分析结果会产生一定程度的影响。另外,室内三轴试验表明,尽管筑坝材料经过人工处理,相比天然材料更为均匀,但材料的抗剪强度参数仍具有一定程度的变异性,这样的变异性导致了在坝坡稳定可靠度分析中的各种不确定性,包括参数本身固有的不确定性、计算方法假定引起的模型不确定性以及试验数据有限带来的统计不确定性,如何将数据有限带来的统计不确定性纳入到坝坡稳定可靠度分析当中,也是一个值得探讨的问题。针对上述问题,本文研究了抗剪强度参数有限数据条件下堆石坝坝坡稳定可靠度分析,并验证了其有效性。主要内容如下:1、探讨了目前堆石坝坝坡稳定可靠度分析领域研究存在的一些局限性,提出用二维正态分布或者用Nataf变换将相关非正态变量转换为正态变量处理抗剪强度参数相关性的方式不够合理;2、基于Copula函数介绍了构建抗剪强度参数任意二维联合概率分布的方法,解决了表征抗剪强度参数间不同相关结构的难题,并提出了基于Copula函数的堆石坝坝坡稳定可靠度分析方法;3、探讨了抗剪强度参数试验数据有限带来的统计不确定性,用Bootstrap方法度量了可靠度分析中各种统计值的变异性,并提出了基于Bootstrap方法的堆石坝坝坡稳定失效概率区间估计方法;4、以糯扎渡水电站主坝心墙堆石坝为例,论证了“基于Copula函数的堆石坝坝坡稳定可靠度分析方法”和“基于Bootstrap方法的堆石坝坝坡稳定失效概率区间估计方法”的有效性和适用性;5、根据所提方法以Matlab为平台编写了“基于Copula函数的土石坝坝坡稳定可靠度分析软件”(WHUERDR),该软件可对抗剪强度参数的相关性进行分析同时可以对任意形式坝坡或边坡进行可靠度分析。
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV641.4;TV223
【图文】：
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ｒｅ（－ｌ，ｌ）＼｛０｝。逡逑与Ｇａｕｓｓｉａｎ邋Ｃｏｐｕｌａ函数类似，Ｐｌａｃｋｅｔｔ邋Ｃｏｐｕｌａ函数也可以同时表征变量间的逡逑正相关关系和负相关关系。图１－２给出了邋Ｐｌａｃｋｅｔｔ邋Ｃｏｐｕｌａ函数模拟的Ｐｅａｒｓｏｎ相逡逑关系数为０．５和－０．５邋（Ｋｅｎｄａｌｌ秩相关系数为０．７０７１和－０．７０７１）的标准均匀分布样逡逑本点。从图中可以看出，Ｐｌａｃｋｅｔｔ邋Ｃｏｐｕｌａ函数可以较好地模拟参数间的正负相关逡逑性，且在上下尾的模拟值方面较为相似。逡逑１０１邋？邋？＇邋．．．．邋￣￣￣逡逑．．、；的愁微逦．：逡逑l挘撸粒簭﹀澹鳎哄澹垮危浚垮澹垮澹垮澹垮义希埃板危埃靛危保板危埃板危埃靛危保板义希停戾危眨″义希蝈澹藉澹埃靛澹ǎ板澹藉澹埃罚埃罚保╁危颍剑埃靛澹ǎ迹瑰澹剑埃罚埃罚保╁义贤迹保玻澹校欤幔悖耄澹簦翦澹茫铮穑酰欤岷Ｄ獾谋曜季捶植佳镜沐义希ǎ常╁澹疲颍幔睿脲澹茫铮穑酰欤徨搴义希疲颍幔睿脲澹茫铮穑酰欤岷粲诎⒒椎拢茫铮穑酰欤岷郏矗梗荩郏担矗荩⒒椎拢茫铮穑酰欤岷绣义掀渖稍ィǎ拔ㄒ蝗范ǎ煌陌⒒椎拢茫铮穑酰欤岷怯善洳煌纳稍慑义系摹ｅ义隙疲颍幔睿脲澹茫铮穑酰欤岷姆植己兔芏群直鹞哄义希颍ㄥ危保澹铄澹戾澹澹茫澹蓿欤兀澹蓿欤义希茫ǎ酰觯酰玻唬埃埽睿郏埽五危蒎危ǎ保保保╁义稀弧㈠挝瑁纾欤澹垮义希祝臁祝病澹撸郏ㄒ唬保╁澹澹ǎ保ǎ＃保荩插危ǎ保撸保玻╁义鲜街校迹瑰澹邋澹ǎ
本文编号：2721209
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV641.4;TV223
【图文】：
逦0－８）逡逑由于l挼谋浠段郏保保荩剩牵幔酰螅螅椋幔铄澹茫铮穑酰欤岷梢悦枋隽礁霰淞考淙五义弦獾南喙毓叵担客迹保备隽隋澹牵幔酰螅螅椋幔铄澹茫铮穑酰欤岷Ｄ獾模校澹幔颍螅铮钕喙叵凳义希埃岛停埃靛澹ǎ耍澹睿洌幔欤熘认喙叵凳埃罚埃罚焙停埃罚埃罚保┑谋曜季确植佳镜恪４渝义贤贾锌梢钥闯觯牵幔酰螅螅椋幔睿茫铮穑酰欤岷梢越虾玫啬Ｄ獠问涞恼合喙匦裕以阱义仙舷挛驳哪Ｄ庵捣矫娼衔嗨啤ｅ义希保埃卞危у危у澹В垮危保巴恚у义希В垮澹海澹诲澹垮澹у濉觥觯ВВ海哄危蓿耄颍颍В眨颍哄澹蓿垮澹浚垮澹浚у澹义希海縉BＶ－邋Ｖ＇邋＂：：？；＝■逦．．逡逑＾逦？？？？＇逦？？逦：Ｖｖ逡逑00ｋｗＳ＾：—逦Ｊ邋？邋ｒ－－：逡逑０．０逦０．５逦１．０逦0．0逦１．０逡逑ｗ，逦ｕｌ逡逑ｔ邋＝邋０．５邋（０邋＝邋０．７０７１）逦ｔ邋＝邋－０．５邋（６＞邋＝－０．７０７１）逡逑图１－１．邋Ｇａｕｓｓｉａｎ邋Ｃｏｐｕｌａ函数模拟的标准均匀分布样本点逡逑（２）邋Ｐｌａｃｋｅｔｔ邋Ｃｏｐｕｌａ邋函数［５３］逡逑ＰｌａｃｋｅｔｔＣｏｐｕｌａ函数最早由Ｐｌａｃｋｅｔｔ于１９６５年提出，是由叉积比理论推导而逡逑来。比较特殊的是，Ｍａｃｋｅｔｔ邋Ｃｏｐｕｌａ函数仅能应用于二维情形，而不能推广到多逡逑维情形，故适用范围较为有限。逡逑Ｐｌａｃｋｅｔｔ邋Ｃｏｐｕｌａ函数的分布函数和密度函数分别为：逡逑Ｃ（Ｕｌ
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