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本文通过对自然边坡,特别是三峡库区边坡的大量野外调查,深入分析了影响边坡的岩土体参数特征,并结合实际做了大量的基础试验。利用多元统计分析的基本理论对岩土体参数进行了合理的取舍,并将符合实际的岩土体参数应用于边坡的可靠性设计及边坡稳定性评价工作,结果表明本文选取的岩土体参数以及利用多元统计分析的基本理论进行边坡稳定性评价及可靠性设计工作,是可行的。
基于传统的可靠性理论建立了功能函数。对边坡分析的整体法思路作了改进,并运用条分法,进行了边坡可靠性设计。设计结果对边坡可靠性设计指标的选取具有一定的借鉴意义。收集了巴东、秭归范围内典型边(滑)坡进行野外地质、环境地质和工程地质调查资料,采取滑带土样品测定了岩土体的物理指标、颗粒组成、直剪强度指标和三轴强度指标。详细分析了钻孔土样的物理力学指标的变化特点,以原状土样的试验结果为依据,对钻孔土样干密度和天然密度作了修正。对岩土体强度指标的检验分析表明,强度指标概型服从正态分布。对比分析表明岩土体强度指标、中值的概型,都采用正态分布较为合适。
基于MFC编制了可视化程序,系统构建了蒙特卡罗模拟模型,对边坡稳定性进行了模拟,模拟结果表明狮子包边坡处于不稳定状态,与工程实际相吻合。而如果利用传统的安全系数法进行边坡稳定性分析,边坡就处于不稳定状态。利用可视化程序进行了抗滑桩可性设计,给出了安全系数的变异性与各参数变异性之间的关系,随着γ<,t>、c、ψ、d,h变异系数值增大,安全系数变异性增大,其中安全系数的变异性受h、γ<,t>、d 的变异性影响比较敏感。安全系数是边坡可靠性设计中最重要的因素之一。突破常规经验,本文对边坡设计中的安全系数的分布形态进行了检验。从而为边坡可靠性设计中的方差、变异系数等参数的选取提供了必要的理论依据。基于计算分位数的公式,得到样本相应的200个分位数qi,效概率计算结果的影响显著。用SPSS软件作Q-Q图。结果表明,安全系数的正态假设是比较合理的。
运用蒙特卡罗法进行随机过程模拟,抽样次数、参数概型和可靠性分析方法对可靠度计算结果存在不同程度的影响。通过一系列的抽样试验以及材料分析表明,超过3000次后,抽样次数对失效概率的影响减小,误差趋于稳定,可达到工程应用的要求。