基于无味变换的边坡可靠性分析
2021-03-13向子林许晓亮黄闻捷陈将宏
向子林,许晓亮,黄闻捷,陈将宏
(三峡大学 a. 水利与环境学院;b. 三峡库区地质灾害教育部重点实验室;c. 电气与新能源学院,湖北 宜昌 443002)
由于边坡工程岩土体力学参数及破坏模式的随机性和复杂性,可靠性分析逐渐成为了边坡稳定评价及工程设计的另一主要途径和参考依据[1-2]。
目前,在边坡可靠性分析方面的研究大致可以分为两类[3]。一类是边坡单一破坏模式的单元可靠性分析,如:祝玉学等[4]研究了岩质边坡双滑面破坏模式的可靠性计算方法;Low[5]提出了基于Excel的可靠指标计算新算法,并将结果用于岩质边坡单滑面破坏的可靠度分析,采用Beta分布描述黏聚力和摩擦角的分布,采用截尾指数分布描述张裂缝中充水深度系数的分布。第二类是多滑面或多个失效模式的边坡体系可靠性分析,如郑智洋等[6]利用双折减系数法对多滑面边坡稳定性进行分析和研究;谭晓慧等[7]采用Ditle-vsen窄界限公式估算了岩质边坡各失稳模式组成的串联体系的可靠指标;Jimenez-Rodriguez等[8]提出了采用不相交的割集来分析楔体多失效模式的体系可靠度问题,并采用顺序条件重要抽样方法计算体系可靠指标。
与此同时,在传统的一阶可靠度分析方法(first-order reliability,FORM)、蒙特卡洛法(Monte Carlo method,MCS method)、响应面法(response surface methodology,RSM)的基础上,新的边坡可靠性分析方法也不断得到了丰富和发展,如随机有限元法[9]、重要抽样法[10]、copula积分法[2,11],分别在变量相关性描述、高效抽样、功能函数逼近方面做了有益的探索。上述方法中,蒙特卡洛法作为计算失效概率最直接的方法,其计算精度高,已被广泛应用,但当需要大量抽样时,蒙特卡洛法的计算效率较低,特别是对于复杂系统的多维相关变量及非线性问题的求解;……
