基于FLAC3D與Monte Carlo法的邊坡可靠性研究.pdf

1、邊坡可靠性的研究是巖土力學(xué)工程中的一個重要的課題。一方面,邊坡穩(wěn)定性的影響因素具有很大的不確定性,運(yùn)用傳統(tǒng)的安全系數(shù)已經(jīng)不能很準(zhǔn)確的表達(dá)邊坡發(fā)生破壞的概率,因此,可靠性理論開始引入邊坡的穩(wěn)定性分析中,邊坡的可靠性通過計算邊坡發(fā)生破壞的概率來表達(dá)邊坡的穩(wěn)定性;另一方面,巖土體是一種復(fù)雜的介質(zhì),具有其自身的本構(gòu)特點,并且隨著時間的變化,巖土材料的強(qiáng)度參數(shù)和本構(gòu)模型也會發(fā)生變化。因此對邊坡的穩(wěn)定性的研究應(yīng)該考慮巖土體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系隨時間的變化。

2、本文的主要目的是研究邊坡的穩(wěn)定可靠性,并在研究中考慮材料隨時間的流變特點。
　　 邊坡可靠性的研究方法主要有Monte-Carlo法、Rosenblueth法、一次二階矩法、隨機(jī)有限元法、響應(yīng)面法和梯度優(yōu)化法等等。這些方法中,蒙特卡羅法是一個相對精確又普遍應(yīng)用的方法,因此本文中將Monte-Carlo的思想融入數(shù)值計算模型中,提出了基于FLAC3D與Monte-Carlo法的邊坡穩(wěn)定可靠性分析方法,主要做了以下的研究工作:

3、>　　 (1)論述了巖土體材料的本構(gòu)模型和邊坡穩(wěn)定可靠度計算的基本理論,對引起邊坡發(fā)生破壞的因素進(jìn)行了統(tǒng)計分析,建立隨機(jī)模型的時候主要考慮了巖土體材料的內(nèi)摩擦角和粘聚力的隨機(jī)性。
　　 (2)對巖土體指標(biāo)的數(shù)字特征值的分布情況進(jìn)行統(tǒng)計并確定在生成正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)基礎(chǔ)上采用蒙特卡洛隨機(jī)抽樣來進(jìn)行分析。
　　 (3)提出了FLAC3D與Monte-Carlo法的邊坡穩(wěn)定可靠性分析方法的計算流程,并編制了相應(yīng)的FLAC3D計算

4、程序。
　　 (4)結(jié)合重慶大坪滑坡詳盡的勘察資料,對大坪Ⅲ號滑坡進(jìn)行了穩(wěn)定性和可靠性分析,將內(nèi)摩擦角和粘聚力作為隨機(jī)變量,假設(shè)兩者為相互獨立的參數(shù),材料本構(gòu)模型采用摩爾庫倫模型和應(yīng)變軟化模型,運(yùn)用FLAC3D強(qiáng)度折減法進(jìn)行了一系列穩(wěn)定系數(shù)的求解,得到了上坡和下坡的安全系數(shù)頻率直方圖,求出了大坪Ⅲ號滑坡的破壞概率和可靠度。并將計算結(jié)果與用傳遞系數(shù)法(MSARMA法)計算的結(jié)果進(jìn)行了對比。
　　 研究結(jié)果表明,大坪Ⅲ號滑坡