基于Copula函数的边坡可靠度高效分析方法
2021-04-29冯晓波
中国农村水利水电 2021年4期
方 旭,冯晓波
(1.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉430072;2.武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室,武汉430072)
0 引 言
近年来,基于可靠度理论的分析和设计方法在岩土边坡工程的安全性评价中越来越受到重视。在英美等一些国家,岩土设计规范正渐渐向可靠度设计转变[1,2]。陈祖煜等[3]认为,我国岩土工程分析与设计也应往可靠度分析方向发展。作为一种常见的岩土结构物,边坡的稳定性分析是岩土工程中一个重要的工作。边坡岩土性质多变,其各部分岩土参数(比如岩土抗剪强度参数)存在不确定性。传统的确定性分析将土体参数视为唯一确定值[4],以有限元、极限平衡法等方法计算得到单一的边坡安全系数为依据进行边坡稳定性的评估,忽略了测量误差以及土体不均匀性等不确定性因素,导致分析结果不合理。因此,应对岩土边坡进行边坡稳定性可靠度分析[5,6]。
对边坡稳定进行可靠度分析,往往需要事先获得岩土体物理力学参数的概率分布函数。同时,已有研究表明,岩土体物理力学参数间具有明显的相关关系,且有着不同的相关结构。如岩土体抗剪强度参数间具有很强的统计负相关性[7-9],土体剪切应力参数间也有负相关性。为了计算简便,很多情况下涉及相关变量的可靠度计算只依靠参数的边缘分布进行可靠度分析,忽略了参数间的相关性。文献[7]-[9]研究发现岩土体抗剪强度参数间负相关性对边坡稳定性有很大影响,忽略这种负相关性将会低估边坡可靠度,导致边坡设计方案不经济。……
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