原创《土木工程非线性MohrCoulomb破坏准则下边坡可靠度上限》：本论文为您写土木工程毕业论文范文和职称论文提供相关论文参考文献，可免费下载。
摘 要：
传统边坡可靠度分析往往在岩土参数服从线性MohrCoulomb（简称线性MC）破坏准则的假设条件下进行,并且常常采用极限平衡法或有限元法计算安全系数.然而,岩土介质破坏准则具有一定的非线性.为能更加实际地描述岩土破坏机理和得到严格精确的解,基于非线性MohrCoulomb（简称非线性MC）破坏准则,结合极限分析上限法和蒙特卡洛法,进行边坡可靠度上限分析.当非线性参数m等于1时,与等效的线性MC破坏准则进行对比计算,验证了方法的可行性.同时,将初始粘聚力、内摩擦角arctan（c0/σt）和非线性参数作为随机变量且服从截断正态分布,进行了参数变异性和敏感性影响分析.研究表明：非线性MC破坏准则下,边坡可靠度随初始粘聚力、内摩擦角arctan（c0/σt）和非线性参数变异性的增大而减小；边坡可靠度随初始粘聚力和内摩擦角arctan（c0/σt）的增大而增大,随非线性参数的增大而减小.
关键词：
边坡；可靠度；破坏准则；极限分析；蒙特卡洛法
中图分类号：TU 457
文献标志码：A文章编号：16744764（2016）06000109
Abstract：
Traditional reliability analysis of slope is often performed under linear MohrCoulomb （MC） failure criterion assumption and using limit equilibrium method or finite element method which is for calculating the safety factor. However, the failure criterion of geomaterials is nonlinear. In this paper, upper bound reliability analysis of slope is performed using upper bound limit analysis and Monte Carlo simulation based on nonlinear MohrCoulomb failure criterion, which is for a more practical description of the failure mechansim of geomaterials and obtaining strictly accurate answers. When the nonlinear parameter m is equal to one, the expressions in this study convert into linear MohrCoulomb failure criterion, and thus the feasibility of this study is verified by comparing with other results. Meanwhile, initial cohesion, internal friction angle arctan（c0/σt） and nonlinear parameter are selected as the stochastic parameters which are considered to he a truncated normal distribution, and the effects of variability and sensitivity of parameters are analysed. The results show that reliability of slope decreases with the variability of initial cohesion, internal friction angle arctan（c0/σt） and nonlinear parameter； reliability of slope increases with initial cohesion and internal friction angle arctan（c0/σt）, and decreases with nonlinear parameter.
Keywords：
slope； reliability； failure criterion； limit analysis； Monte Carlo simulation
邊坡稳定性问题一直是岩土工程的一个重要研究内容[1].目前,边坡稳定性分析主要有两大体系：确定性体系与不确定性体系（可靠度体系）.确定性体系使用极限平衡法、数值模拟法或极限分析法等方法分析边坡的稳定性,求得边坡最小安全系数,以此作为边坡稳定性评价指标.然而,边坡是一个极其复杂的系统,岩土参数具有明显的随机性,采用确定性体系分析边坡稳定性不符实际.文献[23]也指出：由于安全系数没有考虑参数随机性和离散型对结果的影响,导致实际工程中很多结构在满足安全系数的条件下依然出现了破坏现象.以概率论为基础的可靠度体系可考虑边坡系统内部的随机关系,可给出边坡稳定程度,因而可以弥补用单一安全系数分析边坡稳定性的局限性.
边坡可靠度分析主要有两大步骤：一是构建计算边坡稳定性安全系数的模型（功能函数）；二是使用可靠度分析方法计算边坡可靠度（失效概率或可靠度指标）.在构建模型方面,目前应用最广泛的是极限平衡法,该方法理论简单、易于实施,但所作假设较多,根据塑性理论可知,该方法所获解答不是严格的上下限解.另一应用广泛的方法是数值方法[45],该方法将有限元技术应用到边坡稳定性分析中,可以考虑土体与其中结构物的共同作用,但其所得到的极限荷载值仍不够精确.相比上述两种方法,极限分析法可以得到边坡极限荷载的严格上限解,在此基础上进行可靠度分析,可以得到严格边坡可靠度上限值,这对于分析边坡稳定性可能具有重要意义.在可靠度分析方法方面,常用的分析方法有一次二阶矩法[67]、JC法[8]、Monte Carlo法[910]等.其中,Monte Carlo法被认为是一种相对精确的方法[11],根据大数定律,只要抽样次数足够大,其精度就能足够高.目前,众多学者应用可靠度分析理论对边坡稳定性进行研究均是在线性MC破坏准则假设下进行的.而事实上,岩土介质服从非线性破坏准则,线性破坏准则只是一种特例：将更为符合实际的略微弯曲岩土材料强度线简化成直线形状,该方法虽简单易于分析,但无法准确表述岩土强度特性.因此,考虑岩土破坏准则为非线性情况下的边坡可靠度研究显得十分必要.1987年,Zhang等[12]提出了幂函数非线性破坏准则,尔后,大量学者[1318]对基于该破坏准则下的边坡稳定性问题进行了深入研究,非线性MC破坏准则得到快速发展且已较为成熟.但多年来,鲜见基于非线性MC破坏准则下边坡可靠度的深入研究.
土木工程论文参考资料：
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