[發明專利]一種基于局部平均的邊坡穩定性評價修正方法

在審

• 申請號: 202110777072.7
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113449429A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 郭重陽;王坤;郝鵬;邱煥峰;孔宇田;孫寶成
• 申請（專利權）人: 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/15;G06F17/16
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 石誠

本發明公開了一種基于局部平均的邊坡穩定性評價修正方法，包括下述步驟：A.設置初始土體特征參數進行蒙特卡羅模擬，產生隨機樣本，并通過每組樣本判斷邊坡是否失效，統計失效樣本數目，計算原始邊坡失效概率估計值B.統計原始蒙特卡羅模擬下的失效樣本x_j,j＝1，2，......，M；C.根據原始及修正后的土體特征參數計算其原始及修正后的聯合概率密度函數從而得到其權重指標ω_j,j＝1，2，......，M；D.計算修正后的失效概率及其變異系數的估計值。克服現有廣泛應用的可靠度分析方法—蒙特卡羅模擬法在考慮波動范圍或其他土體特征參數更新后需要重建模型，特別是對于小概率失效邊坡，其大量的計算會耗費巨大的時間、精力和計算機資源的問題。

技術領域

本發明涉及一種基于局部平均的邊坡穩定性評價修正方法，屬于巖土工程技術領域。

背景技術

由邊坡失穩造成的滑坡問題是一種破壞力極強的地質災害，然而邊坡工程中存在諸多不確定性因素，如圖2中的巖土體特征參數的不確定性、計算模型的不確定性等。傳統的邊坡穩定分析忽略了這些不確定性，不能真實的反映邊坡的安全程度，基于可靠度理論的邊坡穩定性分析可考慮上述因素。基于可靠度理論的邊坡穩定性分析方法近些年來得到越來越多的研究，《水利水電工程邊坡設計規范》明確建議對于1級邊坡有條件時應該進行可靠度分析。

對于邊坡穩定可靠度問題，通常根據初步施工中現場或室內試驗數據等先驗信息采用數學統計方法確定土體特征的統計參數，如均值、方差及分布類型等。根據先驗信息求得邊坡失效概率的估計值，這個估計值只是該邊坡失效概率的初步估計值。隨著邊坡工程施工的深入進行，工程師們會獲得新的統計數據，這些數據將有利于加深工程師們對土體特征不確定性的認識，然后對原估計的土體特征統計參數進行修正，參數的修正會進一步導致邊坡可靠度進行再評估，特別是由于波動范圍的不確定性修正導致的邊坡可靠度更新問題。目前的一些可靠度分析方法有蒙特卡羅模擬，一次二階矩法，概率矩點估計法，響應面等，其中蒙特卡羅模擬法是一種使用較為廣泛的分析方法。但在考慮波動范圍或其他土體特征參數更新后，往往需要重建模型，特別是對于小概率失效邊坡，大量計算往往會耗費巨大的時間、精力和計算機資源。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于局部平均的邊坡穩定性評價修正方法。克服現有廣泛應用的可靠度分析方法—蒙特卡羅模擬法在考慮波動范圍或其他土體特征參數更新后需要重建模型，特別是對于小概率失效邊坡，其大量的計算會耗費巨大的時間、精力和計算機資源的問題。

本發明的技術方案：一種基于局部平均的邊坡穩定性評價修正方法，包括下述步驟：

A.設置初始土體特征參數進行蒙特卡羅模擬，產生隨機樣本，并通過每組樣本判斷邊坡是否失效，統計失效樣本數目，計算原始邊坡失效概率估計值

B.統計原始蒙特卡羅模擬下的失效樣本x_j,j＝1，2，......，M；

C.根據原始及修正后的土體特征參數計算其原始及修正后的聯合概率密度函數從而得到其權重指標ω_j,j＝1，2，......，M；

D.計算修正后的失效概率及其變異系數的估計值。

前述的基于局部平均的邊坡穩定性評價修正方法中，所述步驟C中，假設邊坡中有m層土體，對應有m個土體變量，且均服從正態分布，即將各層土體變量經局部平均分別劃分為個n₁,n₂,···n_m個間隔部分，假設各層土體變量間不相關，則其聯合概率密度函數為：