基于隨機(jī)有限元的堤防滲透失穩(wěn)風(fēng)險分析及除險加固策略研究.pdf

1、堤防是防御洪水的最后屏障,然而現(xiàn)有的堤防卻存在很多安全隱患.比較突出的是滲透穩(wěn)定問題,已經(jīng)成為堤防工程中最普遍而且最難治愈的心腹之患.本文基于隨機(jī)有限元方法,考慮滲透系數(shù)的空間變異性,對堤防工程的滲透穩(wěn)定問題進(jìn)行了風(fēng)險分析;并以全生命周期成本為決策準(zhǔn)則,引入了二階段決策法對堤防的除險加固策略進(jìn)行了研究.全文主要內(nèi)容包括:1.采用改進(jìn)的初流量法對三維穩(wěn)定滲流進(jìn)行了確定性有限元分析.改進(jìn)的初流量法既保持了只需一次形成和分解總體傳導(dǎo)矩陣的優(yōu)點

2、,又解決了初流量法解不穩(wěn)定的問題.2.由于滲透系數(shù)存在著明顯的空間變異性,所以將其視為隨機(jī)場進(jìn)行研究.直接將其引入泛函變分表達(dá)式中,應(yīng)用小參數(shù)攝動法,推導(dǎo)了三維穩(wěn)定滲流的隨機(jī)變分原理和相應(yīng)的有限元列式,并進(jìn)一步給出了水頭、水力坡降的均值及方差表達(dá)式.3.采用三維可分向量隨機(jī)場的局部平均進(jìn)行隨機(jī)場的離散,并用Taylor展開法隨機(jī)有限元對三維穩(wěn)定滲流進(jìn)行分析,在此基礎(chǔ)上,引進(jìn)風(fēng)險分析決策理論,進(jìn)行了堤防的滲透失穩(wěn)風(fēng)險分析,計算了其風(fēng)險率.