一种土质边坡的点失效概率的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种土质边坡的点失效概率的计算方法，本发明专利技术以土质边坡为研究对象，假设土体抗剪强度参数符合对数正态分布性，生成土质边坡土体抗剪强度参数的随机数；计算土质边坡的稳定性，获得边坡的安全系数以及对应临界滑裂面的位置；再通过建立土质边坡的点失效功能函数并计算边坡的点失效概率。本发明专利技术考虑了土体参数的随机变化，并采用基于Bishop法的不确定性分析方法对边坡进行稳定性分析，再通过建立土质边坡的点失效功能函数，从而计算得到土质边坡的点失效概率，最后通过拟合得到土质边坡的点的失效概率等值线，从而可以直观的看出边坡的失效概率；再者本发明专利技术可以考虑多种失效模式的样本从而得到精确的计算结果。

【技术实现步骤摘要】
一种土质边坡的点失效概率的计算方法
本专利技术涉及一种土质边坡的点失效概率的计算方法，属于土质边坡稳定性分析

技术介绍
当前边坡稳定性问题受到了广泛的关注，工程实践中通常采用确定性分析方法对边坡进行稳定性分析，分析过程中忽略了土体参数的不确定性，不能对边坡进行客观的评价；如：现阶段普遍的采用刚体极限平衡分析分析方法对边坡进行评价时认为边坡安全系数大于1时边坡是稳定的；边坡安全系数小于1时边坡发生失稳；边坡安全系数等于1时边坡处于临界状态。然而在实际过程中是安全系数大于1的边坡常常也会发生失稳破坏，安全系数小于1的边坡也会稳定存在。鉴于传统的采用刚体极限平衡分析分析方法存在的不足，众多的专家学者建议采用基于概率统计的可靠度分析方法来对边坡进行稳定性评价，从而得到边坡的失效概率；然而采用现有的可靠度分析方法计算边坡的失效概率时，所得到的失效概率通常仅针对某一特定的滑裂面，导致既不能获得边坡中各个点的失效概率、也不能准确计算存在多种失效模式的边坡的失效概率。目前边坡稳定性评价方法存在以下不足：(1)传统的采用刚体极限平衡分析分析方法忽略了土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土质边坡的点失效概率的计算方法，其特征在于：以土质边坡为研究对象，假设土体抗剪强度参数符合对数正态分布性，生成土质边坡土体抗剪强度参数的随机数；计算土质边坡的稳定性，获得边坡的安全系数以及对应临界滑裂面的位置；再通过建立土质边坡的点失效功能函数并计算边坡的点失效概率。/n

【技术特征摘要】
1.一种土质边坡的点失效概率的计算方法，其特征在于：以土质边坡为研究对象，假设土体抗剪强度参数符合对数正态分布性，生成土质边坡土体抗剪强度参数的随机数；计算土质边坡的稳定性，获得边坡的安全系数以及对应临界滑裂面的位置；再通过建立土质边坡的点失效功能函数并计算边坡的点失效概率。


2.根据权利要求1所述的土质边坡的点失效概率的计算方法，其特征在于：所述方法具体步骤包括：
步骤1、拟定土质边坡的计算参数；
步骤2、生成土质边坡土体抗剪强度参数的随机数；
步骤3、采用Bishop法计算土质边坡的稳定性，获得边坡的安全系数以及对应临界滑裂面的位置；
步骤4、建立土质边坡的点失效功能函数；
步骤5、计算土质边坡的点失效概率；
步骤6、绘制土质边坡的点失效概率等值线。


3.根据权利要求2所述的土质边坡的点失效概率的计算方法，其特征在于：所述拟定土质边坡的计算参数包括：①土质边坡的土层条件信息；②土质边坡的几何参数；③土体的物理力学参数。


4.根据权利要求3所述的土质边坡的点失效概率的计算方法，其特征在于：所述土质边坡的土层条件信息包括：土层总层数为g，第e层土体的厚度为De，e＝(1,…,g)；土质边坡的几何参数包括：边坡几何形状控制点的坐标；土体的物理力学参数包括：第e层土体的凝聚力的均值标准差第e层土体内摩擦角的均值标准差以及第e层土体的容重γe。


5.根据权利要求1或2所述的土质边坡的点失效概率的计算方法，其特征在于：所述生成土质边坡土体抗剪强度参数的随机数具体为：假设第e层土体凝聚力、内摩擦角均符从对数正态分布，使用蒙特卡洛方法按下式生成第e层土体凝聚力和内摩擦角的随机数：



式中：tm＝(1,…,Na),Na是土体凝聚力和内摩擦角随机数的总数量，ce(tm)是第e层土体凝聚力的第tm个随机数，是第e层土体内摩擦角的第tm个随机数，是第e层土体凝聚力的均值，是第e层土体内摩擦角的均值，是第e层土体凝聚力的标准差，是第e层土体内摩擦角的标准差，Random是正态分布随机数生成函数，lognormal表示随机数符合对数正态分布。


6.根据权利要求1或2所述的土质边坡的点失效概率的计算方法，其特征在于：所述获得边坡的安全系数以及对应临界滑裂面的位置，具体为：
(1)建立土质边坡的坐标系，以边坡的坡脚为坐标原点O，水平轴为坐标系的x轴，x轴向右为正，竖直轴为坐标系的y轴，y轴向上为正；
(2)假定滑弧圆心P的坐标为(xP,yP)，半径为R，得到假定圆弧滑裂面位置；
(3)对假定圆弧滑裂面上的土体进行条分，将条分的条块曲线转化为直线，土质边坡条分总数量为N，其中N≥3；条块按顺时针排列的a、b、c、d组成三种类型的条块：a、d点重合的条块，b、c点重合的条块，四边形条块；其中，假设底滑面、条间接触面的法向力以受压为正，剪力以对条块产生逆时针的转动效果为正，自重方向向下为正，条块受力分析如下：
①土质边坡第i个条块的底滑面dc形心上作用有两个力：底滑面的法向力Ni、底滑面的剪力Ti；
②土质边坡第i个条块左侧条间接触面ad形心上作用有两个力：接触面的法向力接触面的剪力a、d重合时
③土质边坡第i个条...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽，彭普，杜时贵，刘文连，许汉华，张小艳，申林方，王志良，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53