[發明專利]一種邊坡可靠度評估方法

有效

• 申請號: 202011276802.7
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112329349B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 劉磊磊;李京澤;張紹和;黃詩雅;吳晶晶
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F111/08
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.一種邊坡可靠度評估方法，其特征在于：所述評估方法包括構建含有雙參數相關函數的克里金代理模型；所述雙參數相關函數中，一維雙參數相關函數設置為：

其中，ρ表示樣本點之間的相關性；d表示樣本點之間的距離；ν表示平滑系數，其取值范圍為0＜ν≤∞；θ表示相關系數；Γ(·)表示伽瑪函數；K_ν(·)表示ν階第二種修正貝塞爾函數；多維雙參數相關函數設置為：

其中，m表示輸入數據維度，θ與ν分別表示多維向量形式的相關系數及平滑系數。

2.根據權利要求1所述的評估方法，其特征在于：所述評估方法還包括通過遺傳算法獲得所述克里金代理模型的雙參數最優值。

3.根據權利要求2所述的評估方法，其特征在于：所述克里金代理模型的優化目標函數設置如下：

其中，σ²表示方差，R表示相關矩陣。

4.根據權利要求3所述的評估方法，其特征在于：所述相關矩陣設置如下：

其中，x₁至x_m表示輸入變量，ρ(x_i，x_j)表示變量間相關性。

5.根據權利要求2所述的評估方法，其特征在于：所述克里金代理模型的隨機誤差項z(x)設置如下：

其中，E(z(x))表示期望；Var(z(x))表示方差；Cov(z(x_i)，z(x_j))表示變量x_i與x_j之間的協方差。

6.根據權利要求2所述的評估方法，其特征在于：所述評估方法還包括基于所述雙參數最優值，建立參數確定的克里金代理模型，并將蒙特卡洛樣本代入該參數確定的克里金代理模型進行邊坡穩定性蒙特卡洛模擬計算。

7.根據權利要求6所述的評估方法，其特征在于：基于所述蒙特卡洛模擬獲得的邊坡穩定安全系數，獲得如下的邊坡失效概率P_f：

其中，FS_i表示模擬獲得的安全系數；I(·)表示指示函數，當安全系數小于1時，I(·)＝1，當安全系數大于等于1時，I(·)＝0。

8.根據權利要求1所述的評估方法，其特征在于：包括：

S1對待評估的邊坡工程建立穩定性分析模型；

S2獲得初始訓練樣本；

S3基于所述訓練樣本，建立含有雙參數的克里金代理模型；

S4基于參數確定的克里金代理模型，通過蒙特卡洛模擬，獲得模擬后安全系數；

S5基于所述模擬后安全系數，獲得邊坡失效概率；

其中，所述步驟S1中所述穩定性分析模型基于邊坡幾何模型、巖土本構模型、潛在滑動面設置及抗剪強度要求構建；

所述步驟S2包括：

S21基于土體參數統計指標生成N₁組服從指定隨機分布的抗剪強度樣本；

S22將所述抗剪強度樣本導入所述穩定性分析模型中，獲得每組抗剪強度對應的安全系數；

S23將每組抗剪強度與其對應的安全系數組合為所述訓練樣本；

所述步驟S4包括：

S41基于土體參數統計指標生成N₂組蒙特卡洛樣本；

S42將所述蒙特卡洛樣本輸入至所述參數確定的克里金代理模型中，進行蒙特卡洛模擬分析，獲得N₂次安全系數。