边坡可靠性分析及其应用.pdfVIP

城市勘测 2008正 中图分类号-：TU457 文献标识码：B 文章编号：1672—8262(2008)03—146—03 边坡可靠性分析及其应用 张鹏’ (广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州510060) 3D软件，对该 摘要：在阐述边坡可靠性分析基本原理和模拟步骤的基础上，以某高速公路某边坡为例，采用FLAC 边坡的稳定性进行了概率分析。计算结果显示，该边坡的破坏概率为52．1％，中值安全系数为0．97，与传递系数法计 算所得安全系数0．95接近，表明采用该方法能更好地说明边坡的稳定性，具有较好的应用前景。 关键词：公路；边坡；可靠性；稳定性 斜坡稳定性受斜坡岩土体性质、地质构造、岩体结 K=F(xl，菇2，…，戈N) (1) 构、地下水分布以及斜坡体外部形态等各种因素控制， 式中戈。，石：，…，髫．分别为容重、粘聚力、摩擦系数、孔隙 其中许多控制因素在不同程度上具有不确定性。为了 水压力、荷载强度、降雨强度等随机变量，它们具有二 有效地考虑这种不确定性，概率方法被引入到斜坡稳 定的分布(大多数服从正态分布或对数正态分布)，其 定性评价之中。应用概率方法研究斜坡的稳定性，主 统计值为已知。设状态函数为安全系数，且随机地从 要是利用概率论一个重要分支——可靠性理论。可靠 性理论所用的计算方法包括两类：一类是模拟方法，即 相同分布变量的z’，，石7：，…，茗’．，由式(1)求得一个安 全系数的随机样本K7。如此反复，直至达到预期精度 蒙特卡罗(MonteCarlo)模拟实验方法；另一类是近似 的充分次数Ⅳ，就可以得到Ⅳ个相对独立安全系数样 概率方法，包括Rosenblueth方法、可靠指标理论等方 法。 本值K。，砭，…，‰，安全系数所表征的极限状态为 蒙特卡罗模拟方法，又称随机模拟法或统计实验 K=1。构造随机变量为： 法，是一种依据统计抽样理论，利用电子计算机研究随 T=TI+疋+…+碌 (2) r1．K≤1 机变量的数值方法。在目前的可靠度计算中，该方法 ’‘ 正={ (3) 相对精确，近年来被广泛地应用于机械工程、土木工 【0，K；1 程、水电工程、边坡工程等领域中。在斜坡的稳定性评 i=1，2，…，Ⅳ 价系统中，有些基本条件和特征是已知的，如斜坡体的 结构、强度、相关物理力学参数、地下水压分布、可能的 K≤1的次数为M，则斜坡的破坏概率为： 破坏模式等，但也并不是完全确知的；还有些因素，如 P．．．M．—— (4) 一f—。N 强度的变化过程、软化应变作用、空间变量与时间变量 当Ⅳ足够大时，由安全系数的统计样本值K，，砭， 的相互影响等，目前尚不知晓，这样从理论和实验研究