基于位移突变为判据的边坡响应面稳定性分析.pdf
《基于位移突变为判据的边坡响应面稳定性分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于位移突变为判据的边坡响应面稳定性分析.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、基于位移突变为判据的边坡响应面稳定性分析李 业(江西理工大学 土木与测绘工程学院江西 赣州)收稿日期:作者简介:李业()男湖南长沙人硕士主要研究方向:边坡失稳安全预警基金项目:江西省教育厅科学技术研究项目:尾矿坝地震液化流滑评价方法研究()摘 要:目前基于强度折减法的边坡稳定性可靠度分析方法多以计算不收敛作为失稳判据计算结果过于保守 以位移突变作为失稳判据并结合响应面法开发了一种新的边坡稳定性可靠度分析方法通过实例证明其计算结果的实用性和可靠性对实际工程具有借鉴价值 同时探讨了函数的阶数和试验次数对于试验结果的影响分析了边坡内摩擦角和粘聚力的变异系数及相关系数对边坡可靠度的影响与蒙特卡洛法进行
2、对比对比分析证明本文方法提高了计算效率关键词:位移突变强度折减法响应面法可靠度中图分类号:文献标志码:文章编号:():/():.:引 言目前基于安全系数的边坡稳定性分析方法已经形成了较为成熟的理论体系由于实际边坡工程中存在很多不确定因素且存在一定的随机性因此基于概率与统计的边坡可靠度分析方法正快速发展 对于岩土工程的复杂性响应法能给出相关的显式表达式相比于其他可靠度分析方法计算效率高且更简便 李典庆等提出了针对随机非正态变量的随机响应面法并通过 语言编写了随机响应面法计算程序 朱 彬 等提 出 了 一 种 新 型 高 斯 过 程 响 应 面 法()在保证计算精度的同时减少了程序调用并通过案例与
3、其他论文对比证明了该方法的有效性和实用性强度折减法是基于有限元软件的一种计算边坡稳定性安全系数的方法相比于传统的极限平衡法不需要指定滑动面、充分考虑土体应力应变的优点判断边坡失稳存在三种判断依据刘金龙等对三种判断依据进行了对比分析建议以位移突变结合塑性区贯通作为边坡失稳判据 很多学者研究表示位移突变作为边坡失稳判据低估了边坡失稳风险因此位移突变更符合实际工程要求周罕等结合响应面法将强度折减法扩展到可靠度领域具体实例证明该方法能真实反映实际边坡的应力变化和破坏机制 目前学者将响应面与强度折减法结合多以计算不收敛作为边坡失稳判据本文用位移突变作为失稳判据编写 脚本文件结合响应面法开发了一种边坡可靠
4、度分析方法 方法原理通过 脚本的形式自动化处理通过修改模型几何和材料参数自动输出位移突变处的安全系数 前处理包括建模、赋予材料参数、网格划分、修改关键字等 强度折减法输出的位移折减系数数据混乱后处理主要整理删除多余重复数据输出数据并通过递推法输出位移突变处的安全系数递推法输出位移突变处的安全系数假设位移平均变化率、第 时刻位移变化率 比例常数 通过递推法以位移平均变化率作为输出标准具体输出条件如下:()/()()/()/()式中:为位移总变化量为折减系数总变化量、为第、时刻位移量、为第、时刻折减系数值通过与基于位移突变与塑性区贯通的试验分析得出当比例常数取 时输出的安全系数与观测结果基本一致
5、随机响应面法随机响应面方法和传统的响应面法()有所异同两者出发点均是通过构造变量之间的显式表达式解决不确定性问题从而避免一些复杂的数学计算 不同点在于两者的输入变量不一致传统的响应面法以原始变量进行输入而随机响应面法基于 多项式展开输入变量为独立标准正态分布随机响应面法与传统响应面法不同采用的是 多项式展开拟合输入变量和输出变量的显式表达式来解决不确定性问题极大程度上减少了试验样本数具体表达式为:()()()()功能函数:()()()式 中:()为 待 定 系 数(.)为独立标准正态随机变量()为自由度为 的 多项式()()()式()可以简化为:()()()式中:待定系数 和 基函数()和()
6、之间一一对应()()为 阶广义 多项式混沌 式()为含 个随机变量的 阶随机多项式待定系数为:()!()本文以强度折减法位移突变为失稳判据输出安全系数结合随机响应面法考虑参数变异性对边坡可靠度进行了分析 拉丁超立方法试验设计拉丁超立方法试验设计()是目前使用最广泛的试验设计方法之一是一种近似随机抽样的分层抽样方法通过抽取较少的样本点覆盖整个变量样本分布可以灵活选择所需的样本点数量对于随机响应面法适配性高 拉丁超立方法原理是将 个变量等分成 个独立的等概率区间(即样本点数量)在每个概率区间中随机抽取一个样本再将抽取的 个样本进行随机组合则可以得到所需要的 个样本点 相比蒙特卡洛法在保证试验精度的
7、前提下能大大地减少试验次数 算 例边坡基底宽 、基底高 、坡高 、坡底 、坡顶 、坡角 边坡整体单元数为 边坡材料参数粘聚力 、内摩擦角 变异系数均取为 且服从正态分布 弹性模量 重度 泊松比 边坡模型如图 所示图 边坡模型(单位:)方法验证通过与极限平衡法 法进行对比分析本文方法的有效性 本文输出位移突变和计算不收敛处安全系数分别为 、法求得安全系数为 结果表明以位移突变为失稳判据输出结果与 法结果更接近计算不收敛相对于 法较保守同时如图 所示自动化算法输出的安全系数能准确输出位移突变出的安全系数图 位移 折减系数图 随机响应面法可靠度分析 不同样本数和阶数的影响为了探究样本个数以及随机响应
8、面阶数对响应面精度的影响使用 抽样取各阶数多项式待定系数的 倍作为样本依据式()对二至六阶 多项式进行了对比分析 算例假设变量服从正态分布因此需将正态分布转换成独立标准正态分布假设服从正态分布的随机变量 ()为均值 为方差则:()服从均值为 标准差为 的独立标准正态分布 表 为试验方案及样本点数量表 试验方案及样本点数量 注:为 阶 多项式 为样本数与待定系数的比值由于拉丁抽样()取样具有一定的随机性为了消除抽样随机性对试验精度的影响每种试验方案随机生成 组进行试验通过对 组试验结果的均值和标准差来反应试验效果均值和方差分别反映响应面的拟合效果和稳定性将上述方案分别代入各阶多项式进行拟合通过最
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 位移 突变 判据 响应 稳定性 分析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。