考虑模糊随机性的框架锚杆加固边坡可靠度分析

论文摘要

针对框架锚杆加固边坡可靠度分析中未考虑土体参数模糊随机性与边坡模糊过渡区间问题,本文以西北地区应用较为广泛的框架锚杆加固边坡型式为研究对象,从锚杆与土体相互作用关系、边坡实际破坏发生过程两方面出发,提出了考虑土体参数模糊随机性与边坡模糊过渡区间的框架锚杆加固边坡可靠度计算方法。并依据框架锚杆加固边坡实际工程实例,分别采用本文可靠度计算方法与传统蒙特卡洛可靠度计算方法对该框架锚杆加固边坡进行了可靠度运算及结果对比分析。主要研究成果及结论如下:（1）明确了边坡工程中存在的模糊不确定性与随机不确定性;并针对边坡破坏具有的过程性与破坏过程边界具有的模糊不确定性进行了详细分析;同时,以框架锚杆加固边坡型式为研究对象,分析了锚杆与土体之间相互作用、锚杆失效模式以及传统框架锚杆加固边坡稳定性计算方式。（2）提出了考虑土体参数模糊随机性与边坡模糊过渡区间的框架锚杆加固边坡可靠度计算方法,具体计算方法为:利用样本力学参数模糊-随机处理方法,将土体参数样本值转换为土体参数模糊随机变量的均值与方差;并根据边坡破坏过程具有的模糊过渡区间建立模糊随机极限状态方程;通过模糊集分解定理将模糊集转化为经典集,得出不同λ-截集的经典集上下限;同时采用Morgenstern-Price法确定边坡滑裂面与土条相关参数值;最后,代入以土体参数为基本变量的框架锚杆加固边坡可靠度计算公式,加权得到框架锚杆加固边坡模糊随机可靠度。（3）通过采用本文可靠度计算方法与传统蒙特卡洛可靠度计算方法对同一框架锚杆加固边坡工程实例进行可靠度计算得出:应用传统蒙特卡洛计算出失效概率为0%时,考虑边坡模糊随机性的框架锚杆加固边坡失效概率为1.95%,验证了本文可靠度计算方法的合理性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 可靠度发展现状
•   1.3 边坡工程可靠度分析方法
•     1.3.1 模糊随机分析法
•     1.3.2 随机有限元法
•     1.3.3 一次二阶矩法
•     1.3.4 蒙特卡洛模拟法
•     1.3.5 响应面法
•   1.4 考虑土体参数空间变异性的边坡可靠度分析
•   1.5 本文主要研究内容
•   1.6 技术路线
• 第2章 框架锚杆加固边坡中的模糊随机性
•   2.1 引言
•   2.2 模糊随机变量
•     2.2.1 模糊性
•     2.2.2 随机性
•     2.2.3 模糊随机性
•   2.3 模糊过渡区间
•   2.4 框架锚杆柔性支护体系
•     2.4.1 锚杆与土体相互作用
•     2.4.2 锚杆失效模式
•     2.4.3 框架锚杆稳定性计算
•   2.5 本章小结
• 第3章 考虑模糊随机性的框架锚杆加固边坡可靠度计算方法
•   3.1 引言
•   3.2 土体力学参数模糊随机处理
•     3.2.1 均值模糊随机处理
•     3.2.2 方差模糊随机处理
•   3.3 考虑土体参数c、φ的框架锚杆加固边坡稳定性计算
•   3.4 考虑边坡模糊过渡区间的加固边坡极限状态方程
•     3.4.1 传统框架锚杆加固边坡极限状态方程
•     3.4.2 框架锚杆加固边坡模糊随机极限状态方程
•     3.4.3 考虑边坡模糊过渡区间的加固边坡模糊随机极限状态方程
•   3.5 框架锚杆加固边坡模糊随机可靠度计算方法
•     3.5.1 模糊随机极限状态方程处理
•     3.5.2 抗滑力矩与下滑力矩中土体参数处理
•     3.5.3 可靠度指标、失效概率以及可靠度计算公式
•     3.5.4 框架锚杆加固边坡可靠度具体计算方法
•   3.6 本章小结
• 第4章 考虑模糊随机性的框架锚杆加固边坡可靠度工程实例对比分析
•   4.1 引言
•   4.2 工程实例
•     4.2.1 工程概况
•     4.2.2 土体参数
•   4.3 考虑模糊随机性的框架锚杆加固边坡可靠度计算
•     4.3.1 土体参数模糊随机处理
•     4.3.2 不同截集水平下土体参数最大最小值
•     4.3.3 不同截集水平下抗滑力矩与下滑力矩最大最小值
•     4.3.4 不同截集水平下失效概率与可靠度
•   4.4 基于蒙特卡洛法的框架锚杆加固边坡可靠度计算
•     4.4.1 模型概况
•     4.4.2 可靠度计算结果
•   4.5 结果对比分析
•   4.6 本章小结
• 结论与展望
•   结论
•   展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术成果目录
• 附录B 攻读学位期间所参与的项目基金及项目

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 房光文

导师: 叶帅华

关键词: 框架锚杆加固边坡,可靠度,土体参数,模糊随机性,模糊过渡区间

来源: 兰州理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 兰州理工大学

分类号: TU43;TU476

总页数: 77

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