工程结构（边坡）可靠度分析PPT课件.pptVIP

（2）蒙特卡洛法似乎很容易，但是它可能使 变量间和假设间的主要概率关系模糊不清。 为了简便，把空间变量简化成集总参数，忽略了相互关系。 （3）收敛速度慢，因此花费机时数较大。 总的来说，蒙特卡洛模拟法是理论比较成熟、精度比较高的一种数值计算方法，由于其模型和程序简单，且不受状态变量分布类型以及变量间关系的限制，所以得到广泛应用。 2.可靠指标法： 可靠指标法包括中心点法和验算点法。在由n个基本状态变量组成的n维状态空间，极限状态曲面至原点的最短距离定义为可靠指标?，以此作为边坡安全度的评价指标。 可靠指标法是一种实用的近似概率设计法，它的应用，在土木工程和结构工程设计中被认为是代替部分安全系数的应用的一个有效方法。由于这种方法概念清楚，计算简便，因此，必将在未来工程实践中广为接受，不断得以完善，发展成为一种富有生命力的方法。 （3）统计矩法 ： 统计矩法是80年代初开始引入边坡可靠性分析的一种方法，它的基本数学工具是Rosenblueth E. 于1975年提出的统计矩点估计方法，故又称Rosenblueth法。这是一种近似方法，当各状态变量的概率分布为未知时，只要利用它们的均值和方差，就可以求得状态函数（安全系数或安全储备）的一阶矩（均值）、二阶矩（方差）、以及三、四阶矩，从而求得边坡的可靠指标，且在状态函数值的假定概率分布下求得破环概率 Pf，因而颇便应用。 (4)随机有限元法: 自从上个世纪60年代以来，随着有限单元法在边坡工程分析、评价和设计中的深入发展，对岩体力学模型、影响应力及变形因素的定量化提出更高的要求，期望为计算分析提供更合理的模型和更精确的数据。然而，由于岩体组成、结构、强度、荷载条件以及力学状态的不确定性和变化性，岩体的力学常数并非常数，而是一组随机变量，这样，用确定型分析方法不可能真确地描述边坡的本征属性。 因为再精确的计算数据，也只是相对的经验性确认，其分析结果自然会带有一定程度的局限性。因此，近几年来，国际上开始研究一个新的领域，即探索随机模型与数值解法的耦合，以寻求数值方法的概率解答，逐步发展成随机有限元法，并正在走向工程应用。 随机有限元法，亦称随机数值模拟法，这是基于有限元原理求计边坡可靠指标和破坏概率的必威体育精装版方法。其中主要包括有限元法与可靠指标法相 耦合的方法，即有限元法与中心点法耦合的线性一次逼近法，以及有限元法与验算点法耦合的迭代验算法。 任何一种分析方法都不可能是万能的唯一的排它方法，边坡可靠性分析方法只是所有安全度问题的一种方法，是传统的确定性方法的发展和补充，更何况这种分析方法还刚刚走向实际工程应用阶段，还有许许多多的课题需要进行专门性的深入研究，而距方法的臻善阶段，还有很大距离，还需要我们付出更艰辛的努力。 1.边坡工程不确定性简介 2.边坡工程不确定性的分类 3.边坡工程可靠性分析的重要性 边坡是山区基本建设工程中很常见的一种现象，自然边坡的不稳定性问题一直是世界上许多国家和地区所面临的最主要的地质灾害问题。在许多行业的生产和建设中，经常会遇到岩土开挖边坡、填筑边坡和自然边坡，对边坡的设计、施工和评价是岩土工程人员所面临的基本问题。 传统方法是将影响边坡状态的诸多因素看做确定性量，用安全系数F作为衡量边坡状态的指标，当F1时，认为边坡是稳定的；当F1时，认为边坡处于不稳定状态。 然而，大量的实验和工程实践证明：影响边坡稳定性的因素中具有很大的不确定性，如边坡岩土的强度参数、外界荷载、地下水、岩土内的各种不连续面等。用确定性的方法加以计算评价会带来很大的误差，使结果失真。 1、岩层剖面与边界条件的不确定性： 在边坡分析中，岩层及厚度变化情况是很重要的。但是，由于岩层出露条件和钻孔工作量的局限，很难精确描述它们。岩层剖面和边界条件的不确定性必然导致破坏和计算模型的不确定性。 2、岩土性质的固有变异性： 岩体和土体都是非均质的各向异性体，由于试验品不足及其它各种因素的影响，其性质表现出随机性。同一组试样在相同条件下测定其强度，结果也表现出一定的离散性，其中，摩擦角φ可能离散25％，粘结力C值可能离散50％，抗剪强度变化约为30％. 3试验样品数量的不足： 从理论上讲，岩层的边界条件和性质等是却是存在于三维空间的，如果进行无限多的勘察工作，情况是可以确知的。但在实践中，勘察、试验工作是有限的，所以必须将岩层性质和特征看作是随机的，试验样品数量的影响程度也是不确定的，人们很难确知样品与真实试验结果之间的确切关系。 4、外