黄土边坡可靠度的随机有限元分析
2019-02-13白健忠GRIFFITHS李同录郑亚楠
李 萍,白健忠,GRIFFITHS D V,李同录,郑亚楠
(1.长安大学 地质工程与测绘学院,陕西 西安 710054; 2. Department of Civil and Environmental Engineering, Colorado School of Mines, Colorado Golden 80401; 3.天水金泉矿业有限公司西安分公司,陕西 西安 710065)
0 引 言
强度参数变异性来源于土体固有的不确定性、取样的不确定性及试验的不确定性等。这些不确定性对岩土稳定性评价结果影响显著,需采用统计方法对参数进行处理和估计。如Lumb对海积土物理力学指标进行了不确定性估计,认为各指标线性回归后的残差服从正态分布[1];冷伍明等给出了考虑各种主要不确定性因素和土性空间平均性质的土工参数空间变异系数的综合计算式[2]。近几十年来采用考虑土性变异性的可靠度理论解决岩土体稳定性问题,受到众多研究者的关注[3-6]。边坡稳定状态可以以边坡稳定系数(Fs)来表达,其表达式为
Z=Fs-1
(1)
式中:Z为状态函数,Z>0说明边坡处于稳定状态,Z=0说明边坡处于极限状态,Z<0说明边坡处于失稳状态。
岩土强度参数空间分布可分为确定场[7-9]和随机场[10]两种可靠度计算模型。确定场模型在一次稳定系数计算中,同一地层的随机变量(如黏聚力(c)、内摩擦角(φ))取值各处相同;随机场模型中,假定土性参数在一定距离内相关,引进了一个新的参数——自相关距离(δu)。自相关距离越小,反映了土体性质变化越快,随机性越显著;反之,自相关距离越大,反映了土体性质变化越缓慢,随机性越不显著。当自相关距离趋于无穷,土体强度参数的空间分布趋近于确定场。闫澍旺等分析认为天津塘沽地区软土的静力触探(CPT)锥尖阻力和侧摩阻力是一个平稳且具有各态历经性的随机场[11]。黄……
