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正常固结黏土边坡可靠度随机有限元分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第7期47卷 29-33页

作者：朱德胜高越费康扬州大学建筑科学与工程学院

基于概率和统计理论,对适用于正常固结黏土边坡的不排水强度随机场进行模拟,得到不排水强度均值从0开始随深度线性增长的非平稳随机场模型.基于生成的非平稳随机场模型,建立考虑参数空间变异特性的正常固结黏土边坡随机有限元分析方法,... 详细信息

基于概率和统计理论,对适用于正常固结黏土边坡的不排水强度随机场进行模拟,得到不排水强度均值从0开始随深度线性增长的非平稳随机场模型.基于生成的非平稳随机场模型,建立考虑参数空间变异特性的正常固结黏土边坡随机有限元分析方法,从而揭示不排水强度参数空间变异特性对正常固结黏土边坡可靠度及破坏机制的影响规律.通过对比分析发现:边坡的安全系数较小时,若采用正态分布假设不排水强度,则会低估边坡的失效概率,得到非保守的结果;此时,存在一个最危险相关距离,边坡的失效概率最大.当边坡不排水强度变异系数较大时,结合随机有限元分析得到破坏机制比确定性分析得到的最深滑动面更深.

关键词：空间变异正常固结黏土随机有限单元法不排水强度可靠度分析

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深基坑工程引致地下连续墙变形之可靠度分析

岩土工程学报 2010年第S2期32卷 179-182页

作者：唐雨耕华夏技术学院建筑系台湾台北23568

评估都会地区深基坑工程施工,引致之地盘变位,往往是岩土工程师所必须面对的首要问题。结合蒙特卡罗法及有限单元法,称之为随机有限单元法,使得传统的有限单元分析可以考虑土壤本构模式材料参数的可靠度。利用台北盆地实际的深基坑工桯... 详细信息

评估都会地区深基坑工程施工,引致之地盘变位,往往是岩土工程师所必须面对的首要问题。结合蒙特卡罗法及有限单元法,称之为随机有限单元法,使得传统的有限单元分析可以考虑土壤本构模式材料参数的可靠度。利用台北盆地实际的深基坑工桯案例,探讨岩土材料变异性对支撑墙体最大侧向位移的影响。结果显示:随机有限单元法可以合理地评估,深基坑工程所引致的墙体最大侧向位移的发生机率。

关键词：随机有限单元法不确定性可靠度

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基于各向异性随机场的黏土边坡可靠度分析

扬州大学学报（自然科学版） 2019年第4期22卷 62-65页

作者：朱德胜朱佳能李志刚高越扬州大学建筑科学与工程学院

由于复杂的地质演化过程的影响,土体参数往往具有一定的空间变异性,因经历不同的地质作用使土体在水平方向和竖直方向的参数表现出各向异性.基于各向异性随机场,本文通过黏土边坡的随机有限元分析方法,揭示了不排水强度各向异性对黏土... 详细信息

由于复杂的地质演化过程的影响,土体参数往往具有一定的空间变异性,因经历不同的地质作用使土体在水平方向和竖直方向的参数表现出各向异性.基于各向异性随机场,本文通过黏土边坡的随机有限元分析方法,揭示了不排水强度各向异性对黏土边坡可靠度及破坏机制的影响规律.参数分析结果表明:黏土边坡的安全系数均值不小于1.3时,若忽略各向异性的影响,则低估了边坡的失效概率,得到不保守的结果;同时,黏土边坡坡度越小,各向异性的影响越大,越不能忽略其影响.随机有限元程序得到的黏土边坡破坏机制显示,在各向异性条件下,边坡滑动面呈现部分的线性形状.

关键词：黏土边坡各向异性随机场可靠度分析随机有限单元法

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考虑不排水强度各向异性的边坡可靠度研究

考虑不排水强度各向异性的边坡可靠度研究

作者：朱佳能扬州大学

学位级别：硕士

土坡在长期而又复杂的地质演化过程的影响下,其参数在空间上表现出明显的变异特性,会对边坡的安全稳定产生一定的影响。然而,在现阶段,考虑参数空间变异性的边坡可靠度研究大多集中在各向同性的角度,很少考虑到参数在各个方向上的变异... 详细信息

土坡在长期而又复杂的地质演化过程的影响下,其参数在空间上表现出明显的变异特性,会对边坡的安全稳定产生一定的影响。然而,在现阶段,考虑参数空间变异性的边坡可靠度研究大多集中在各向同性的角度,很少考虑到参数在各个方向上的变异性所存在的差异。为了弥补这一不足,本文将在随机有限元方法的基础上,针对不排水强度均值在深度方向上分布方式不同的三种黏土边坡,考虑土体不排水强度的空间各向异性,建立边坡可靠度分析方法,探讨不排水强度各向异性对边坡可靠度的影响。主要研究内容与成果如下:(1)本文首先简单介绍了随机有限单元方法,在此基础上,以不排水强度均值随深度不变的黏土边坡为研究对象,建立了能够表征不排水强度各向异性的随机场,根据计算结果分析不排水强度各向异性对边坡可靠度的影响规律。发现如果忽略各向异性,会低估边坡的实际失效概率;其次,边坡坡度越缓,越不能忽视各向异性对边坡可靠度的影响。(2)基于随机有限单元方法,针对不排水强度均值随深度线性增长的黏土边坡,建立不排水强度各向异性随机场,计算在不同安全系数均值以及不排水强度变异系数情况下边坡的失效概率,探究不排水强度各向异性对边坡可靠度的影响规律。结果分析发现,在安全系数均值满足设计条件时,失效概率随各向异性系数增大而变大,变异系数越大,增大幅度也越大。(3)基于随机有限单元法,考虑不排水强度的各向异性,对上下层不排水强度均值不同的双层黏土边坡的可靠度展开研究。通过分析发现,对于双层边坡,在不排水强度为各向同性(各向异性系数为1)时,若边坡失效概率等于上限值1,失效概率随各向异性系数增大缓慢减小。另外,在边坡不排水强度变异系数大于等于0.4时,不排水强度均值比(μcu2/μcu1)不断变大时,失效概率随各向异性系数增大而变化的曲线逐渐趋于重合,同时呈现出持续增长的趋势,边坡失稳的概率变高。(4)在采用随机有限元程序计算三种不同边坡失效概率的同时,也可以得到边坡的失稳破坏模式图。通过观察发现,不排水强度各向异性程度越高,边坡滑动面形态由不规则趋于曲线形,同时土体发生滑动的范围也变广,破坏位置由浅变深,逐渐向边坡模型底部发展。

关键词：不排水强度黏土边坡各向异性随机场随机有限单元法破坏机制

考虑参数空间变异特性的正常固结黏土边坡可靠度研究

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考虑参数空间变异特性的正常固结黏土边坡可靠度研究

作者：高越扬州大学

学位级别：硕士

边坡稳定性研究是岩土工程领域中的一个重要的课题,对城市地下基坑开挖支护、水利水电、公路路基等工程建设都具有十分重要的意义。传统的极限平衡法和数值方法等确定性分析方法无法用于边坡稳定性的风险评估,且现有的边坡可靠度随机有... 详细信息

边坡稳定性研究是岩土工程领域中的一个重要的课题,对城市地下基坑开挖支护、水利水电、公路路基等工程建设都具有十分重要的意义。传统的极限平衡法和数值方法等确定性分析方法无法用于边坡稳定性的风险评估,且现有的边坡可靠度随机有限元分析主要还是基于平稳随机场的假设,很少考虑土体参数的非平稳性特性。本文针对现有边坡可靠度分析方法中存在的不足,基于随机有限单元法,建立考虑参数空间变异特性的正常固结黏土边坡可靠度研究方法。主要的工作和成果如下:(1)本文简单介绍了边坡可靠度随机有限元分析方法,基于概率和统计理论,提出适用于正常固结黏土边坡的非平稳随机场模型。并基于该模型,建立考虑参数空间变异特性的正常固结黏土边坡的随机有限元分析方法。通过与已有研究对比发现,当边坡安全系数较小时,采用强度参数的正态分布假设会低估边坡的失效概率,给出不保守的结果,这时须采用强度参数的对数正态分布假设;(2)基于随机有限单元法,考虑土体不排水强度的各向异性,建立在各向异性条件下正常固结黏土边坡的可靠度分析方法,探究不排水强度各向异性对边坡可靠度的影响规律。发现如果忽略不排水强度各向异性的影响会低估边坡的失效概率,得到不保守的结果,且不排水强度的变异系数越小,越不能忽略各向异性的影响;(3)基于随机有限单元法,本文对正常固结黏土边坡最危险相关距离进行了研究。通过边坡失效概率与相关距离的关系曲线,探究了边坡安全系数均值和不排水强度变异系数对正常固结黏土边坡最危险相关距离的影响规律。当边坡安全系数均值较小且不排水强度变异系数较大时,最危险相关距离出现的位置最为明显。最危险空间相关距离,可用于对正常固结黏土边坡进行可靠度分析时的保守设计;(4)对于正常固结黏土边坡的破坏机制,随机有限单元法程序可以自动搜索出最危险的滑动面,发现当不排水强度变异系数较大时,正常固结黏土边坡的滑动面比通过确定性分析得到的滑动面更深。当考虑不排水强度的各向异性时,滑动面的形状会呈现部分的“线性”。

关键词：随机有限单元法正常固结黏土参数空间变异特性各向异性随机场最危险空间相关距离可靠度分析