边坡可靠度分析的非侵入式随机有限元法

详细信息   

• 责任者：蒋水华^c武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室^d1987^e博士研究生 ; 冯晓波 ; 李典庆 ; 周创兵
• 刊名：岩土力学
• 出版年：2013
• 卷期：34^b8总221
• 页码：2347～2354
• 索书号：P478.06/357
• 图表：^c表3参18插图
• 文摘期号：2014/07

摘要

提出基于非侵入式随机有限元法的边坡可靠度分析方法，并编写计算程序NISFEM。采用有限元滑面应力法计算边坡安全系数，将Hermite随机多项式展开与SIGMA/W和SLOPE/W模块有机结合实现边坡可靠度非侵入式随机分析。根据随机多项式展开系数，给出边坡安全系数前4阶统计矩(均值、标准差、偏度和峰度)和Sobol指标解析表达式，并采用Sobol指标进行边坡可靠度参数敏感性分析。最后，以均质土坡可靠度问题为例，证明该方法在边坡可靠度分析中的有效性。结果表明，边坡可靠度分析的非侵入式随机有限元法能够有效地考虑边坡变形对边坡可靠度的影响，计算效率远远高于蒙特卡罗模拟方法(MCS)，是解决复杂边坡可靠度问题一种有效地分析手段;黏聚力和内摩擦角变异性对边坡安全系数前四阶统计矩具有明显的影响，重度变异性对安全系数前4阶统计矩几乎没有影响;抗剪强度参数间负相关性对边坡安全系数均值几乎没有影响，但对安全系数标准差、偏度和峰度均有明显的影响。此外，随着抗剪强度参数间负相关性的增加，边坡安全系数由近似正态分布逐渐变为明显的非正态分布。