王建娥， 杨 杰， 程 琳， 马春辉， 冉 蠡

(1. 西安理工大学 水利水电学院， 陕西 西安 710048； 2.西安理工大学 省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室， 陕西 西安 710048)

1 研究背景

随着国内外水利水电资源的不断开发，堆石坝由于可就地取材、地形适应能力强以及稳定性好等优点，成为高坝大库的首选坝型。目前堆石坝正向300m级高度发展。堆石坝的沉降控制是此坝型设计研究的重点和难点，更是确保工程建设、运营安全的重要依据。随着计算机技术的迅猛发展，各种计算分析方法层出不穷，其中有限元法被广泛应用于堆石坝的数值分析中。

然而，一方面，堆石坝中的堆石材料是一种非常复杂的工程材料，其材料参数物理力学特性随机性强且变异性大。另一方面，由于试验测量误差、数值计算理论以及本构模型的局限无法完全模拟实际工程中材料的受力情况等以及由测量误差所带来的统计不确定性等均对计算结果的精度有很大影响。因此，在常规有限元计算中假定大范围的筑坝材料参数为唯一、确定的参数值显然无法反映工程实际，造成计算值与实测值存在较大的误差。因此，若能在有限元计算中考虑堆石料材料参数的空间变异性和随机性，有助于提高堆石坝沉降控制水平，优化堆石坝设计标准、指导大坝施工和运行，从而推动坝工理论的发展。

近年来，众多国内外专家学者致力于在数值计算中考虑材料参数空间变异性的影响，高大钊[1]、包承纲[2]、陈祖煜[3]等均认为应该考虑岩土工程中存在的不确定性因素。……