基于极限平衡法和有限元法的边坡协同式可靠度分析.PDF

第 38 卷 第 6 期 岩 土 工 程 学 报 Vol.38 No.6 2016 年 .6 月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering June 2016 DOI ：10.11779/CJGE201606005 基于极限平衡法和有限元法的边坡协同式可靠度分析 * 李典庆，肖 特，曹子君 ，唐小松，方国光 （武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉 430072） 摘 要：极限平衡法和有限元法是两种常用的边坡稳定分析方法。基于极限平衡法的边坡可靠度分析计算效率较高， 但需要假定失效模式，从而导致计算结果不准；与之相反，基于有限元法的边坡可靠度分析更为严格，但计算效率较 低。为此，提出了一种新的基于随机模拟的边坡可靠度分析方法——边坡协同式可靠度分析方法。该方法包括初步可 靠度分析和精细可靠度分析两步，可以同时利用极限平衡法和有限元法的优势，实现既高效又准确的边坡可靠度分析。 通过一个考虑空间变异性的两层土坡算例验证了该方法的有效性，结果表明：协同式可靠度分析方法与基于有限元法 的蒙特卡洛模拟或子集模拟相比，不仅具有一致的可靠度分析结果，而且显著提高了小概率水平下的计算效率，促进 了基于有限元法的边坡可靠度分析在实际工程中的应用。该方法可以将基于极限平衡法的边坡可靠度分析成果合理纳 入到基于有限元法的边坡可靠度分析中，从而获得大量的失效样本，以制定合理的边坡防治措施。该方法非常适用于 高维可靠度问题，如考虑空间变异性的边坡可靠度问题。 关键词：边坡可靠度分析；空间变异性；极限平衡法；有限元法；子集模拟；响应调节法 中图分类号：TU43 文献标识码：A 文章编号：1000 –4548(2016)06 –1004 –10 作者简介：李典庆(1975 – ) ，男，教授，主要从事岩土工程可靠度与风险控制方面的研究。E-mail: dianqing@whu.edu.cn 。 Auxiliary slope reliability analysis using limit equilibrium method and finite element method LI Dian-qing, XIAO Te, CAO Zi-jun, TANG Xiao -song, PHOON Kok-kwang (State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China) Abstract : The limit equilibrium method (LEM) and the finite element method (FEM) are two commonly-used slope stability analysis methods. The LEM-based slope reliability analysis is computationally efficient based on the prescribed slip surfaces, while the FEM-based one tends to give more realistic reliability estimates. A new simulation-based reliability method, namely auxiliary slope reliability analys