[发明专利]一种基于局部平均的边坡稳定性评价修正方法

说明书

本发明公开了一种基于局部平均的边坡稳定性评价修正方法，包括下述步骤：A.设置初始土体特征参数进行蒙特卡罗模拟，产生随机样本，并通过每组样本判断边坡是否失效，统计失效样本数目，计算原始边坡失效概率估计值B.统计原始蒙特卡罗模拟下的失效样本x_j,j＝1，2，......，M；C.根据原始及修正后的土体特征参数计算其原始及修正后的联合概率密度函数从而得到其权重指标ω_j,j＝1，2，......，M；D.计算修正后的失效概率及其变异系数的估计值。克服现有广泛应用的可靠度分析方法—蒙特卡罗模拟法在考虑波动范围或其他土体特征参数更新后需要重建模型，特别是对于小概率失效边坡，其大量的计算会耗费巨大的时间、精力和计算机资源的问题。

技术领域

本发明涉及一种基于局部平均的边坡稳定性评价修正方法，属于岩土工程技术领域。

背景技术

由边坡失稳造成的滑坡问题是一种破坏力极强的地质灾害，然而边坡工程中存在诸多不确定性因素，如图2中的岩土体特征参数的不确定性、计算模型的不确定性等。传统的边坡稳定分析忽略了这些不确定性，不能真实的反映边坡的安全程度，基于可靠度理论的边坡稳定性分析可考虑上述因素。基于可靠度理论的边坡稳定性分析方法近些年来得到越来越多的研究，《水利水电工程边坡设计规范》明确建议对于1级边坡有条件时应该进行可靠度分析。

对于边坡稳定可靠度问题，通常根据初步施工中现场或室内试验数据等先验信息采用数学统计方法确定土体特征的统计参数，如均值、方差及分布类型等。根据先验信息求得边坡失效概率的估计值，这个估计值只是该边坡失效概率的初步估计值。随着边坡工程施工的深入进行，工程师们会获得新的统计数据，这些数据将有利于加深工程师们对土体特征不确定性的认识，然后对原估计的土体特征统计参数进行修正，参数的修正会进一步导致边坡可靠度进行再评估，特别是由于波动范围的不确定性修正导致的边坡可靠度更新问题。目前的一些可靠度分析方法有蒙特卡罗模拟，一次二阶矩法，概率矩点估计法，响应面等，其中蒙特卡罗模拟法是一种使用较为广泛的分析方法。但在考虑波动范围或其他土体特征参数更新后，往往需要重建模型，特别是对于小概率失效边坡，大量计算往往会耗费巨大的时间、精力和计算机资源。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于局部平均的边坡稳定性评价修正方法。克服现有广泛应用的可靠度分析方法—蒙特卡罗模拟法在考虑波动范围或其他土体特征参数更新后需要重建模型，特别是对于小概率失效边坡，其大量的计算会耗费巨大的时间、精力和计算机资源的问题。

本发明的技术方案：一种基于局部平均的边坡稳定性评价修正方法，包括下述步骤：

A.设置初始土体特征参数进行蒙特卡罗模拟，产生随机样本，并通过每组样本判断边坡是否失效，统计失效样本数目，计算原始边坡失效概率估计值

B.统计原始蒙特卡罗模拟下的失效样本x_j,j＝1，2，......，M；

C.根据原始及修正后的土体特征参数计算其原始及修正后的联合概率密度函数从而得到其权重指标ω_j,j＝1，2，......，M；

D.计算修正后的失效概率及其变异系数的估计值。

前述的基于局部平均的边坡稳定性评价修正方法中，所述步骤C中，假设边坡中有m层土体，对应有m个土体变量，且均服从正态分布，即将各层土体变量经局部平均分别划分为个n₁,n₂,···n_m个间隔部分，假设各层土体变量间不相关，则其联合概率密度函数为：