岩土工程可靠度分析中方差折减函数确定的一般规律

将可靠度理论应用于岩土工程稳定性分析过程中,即使是已证明安全的工程所得到的边坡或地基的失效概率通常较大,导致这一现象的原因是估算的方差偏大。计算土性指标的试验数据仅表征了该试验点的特征,而不是空间平均特征。在随机场理论应用于岩土工程可靠度分析的过程中,方差折减函数是将点特性过渡为空间平均特性的必要参数。首次对闫澍旺等提出的完全不相关距离理论中完全不相关距离的确定方法进行改进,不但理论上有所突破,而且计算方法更为简洁。对折减函数值的确定过程进行了分析,得到了用完全不相关距离方法确定折减函数的一般规律。

双强度折减法的量化分析

双强度折减法(DRM)采用黏聚力和内摩擦角的非等比例的折减策略,更加符合真实情况,但对于该方法本身的研究仍然缺乏定量的分析与合理的阐述;通过安全系数的定义、折减路径以及临界状态这几个概念,在强度参数坐标系中,对双折减法和传统强度折减法(SRM)进行量化分析与对比,两种方法具有统一性,表现为DRM相当于从虚拟初始强度点开始折减的SRM.边坡失稳的渐进过程本质上为强度衰减的过程,其中c、tanφ遵循正比例函数关系;同时,强度储备的意义反映为初始强度面积S向临界强度面积S'逐步地逼近的过程,从而得到安全系数表达式;强度折减法的研究应围绕强度来进行,对于强度参数的折减只是强度弱化的实现形式,通过安全系数定义的分析以及算例结果数据的回归分析,表明临界状态是边坡的固有属性,一旦边坡的几何尺寸给定,它将是一个与初始强度参数无关的量.SRM和DRM的结果的异同分析对比,实际上是对临界点的分析.

关于随机场理论在土工可靠度计算中应用的研究

应用随机场理论进行可靠度分析时,关键在于随机场理论求得的参数,尤其是方差折减函数如何同可靠度理论结合起来。在土工可靠度计算中正确选取并且合理应用方差折减函数是一个非常关键但又很容易被忽略的问题。本文从随机场的基本理论出发,对这一问题进行探讨和研究,提出方差折减函数的确定原则;并通过一个工程算例,说明此折减原则较为合理,且在实际工程中偏于安全。

关于土层相关距离计算方法的研究

根据随机场理论,对求解土层相关距离的递推空间法和相关函数法进行比较和探讨,指出两种方法所求得的相关距离值存在偏差的原因,并从理论上证明当样本容量足够大时两种方法的计算结果可以得到统一。对相关函数法作出改进,使其更易于曲线的拟合和参数的确定,最后采用实际工程的勘察测试资料进行了分析计算,验证了由计算公式推导所得的结论在实际工程中也是成立的。

天津港地区土层剖面随机场特征参数的估计

天然地基或人工地基在形成过程中,不同位置的土由于成因相似,其物理力学特性指标具有空间自相关性,这种空间自相关性可以用随机场理论进行研究。为估计天津港地区土体物理力学性质的空间随机场特性,采用了现场钻孔取样、静力触探等方法获取了大量的描述土体物理力学性质的参数。由于静力触探试验能够连续取样以获得足够多的数据来进行随机场分析,文章主要应用静探数据检验了该地区土性指标的平稳性和各态历经性,指出应用Vanmarcke的随机场模型对土性指标进行分析具有可行性。本文的创新点在于探讨了天津港地区随机场模型的建立方法并应用改进的完全不相关距离方法估计了天津港地区典型土层剖面的随机场特征参数。为随机场理论应用于天津港地区岩土工程可靠度分析打下了坚实的基础。相同的方法可用于其他地区土层随机场特征参数的估计。

天津港地基土随机场特性及可靠度分析

阐述随机场理论在进行地基可靠度分析中的作用,指出合理确定方差折减函数对地基可靠度分析具有重要意义。以天津港大量现场勘察资料为基础,综合理论和实测数据建立起天津港地基土性剖面的随机场模型,统计出本地区典型土层的相关函数、相关距离及完全不相关距离值。讨论在土工可靠度计算中如何正确选取并合理应用方差折减函数,提出方差折减函数的确定原则,确定本地区方差折减的范围值,并将其应用于港口边坡稳定的可靠度分析。分析结果表明随机场的应用对地基可靠度起到重要作用,按照方差折减函数的确定原则对强度指标进行方差折减后得到的可靠度指标与工程的实际安全程度较为匹配。最后对边坡稳定可靠度计算中随机变量c,?的敏感性进行分析,结果表明,?的变异性对可靠度指标的影响较c更为敏感。

随机场理论在海洋结构物地基可靠度分析中的应用

对随机场理论应用于海洋土地基可靠度研究中的必要性及其理论意义进行了深入的分析和探讨,提出了检验土性指标的平稳性和各态历经性的方法,结合渤海油田在开发和建设中积累的大量工程地质勘察资料,对海洋土竖直和水平向土性剖面建立齐次正态随机场模型.并在此基础上,以渤海某油田海洋平台的地基可靠度分析为例,说明随机场理论在海洋土地基可靠度分析中的具体应用及其所发挥的重要作用.

渤海湾地基土随机场特性及可靠度分析

阐述了随机场理论在进行海洋结构物地基可靠度分析中的作用。利用渤海油田在多年开发和建设中积累的大量工程地质资料,开发研制了“海洋土地基可靠度分析系统”。运用该系统的强大数理统计和分析功能,综合理论和实测数据建立起渤海海域海洋土竖直和水平向土性剖面的齐次正态随机场模型,计算得到土性指标的方差折减函数,进而在可靠度分析中运用强度指标的空间平均方差进行可靠度分析,强度指标折减前后的可靠度分析结果表明随机场理论的应用对可靠度分析起到了重要的作用,经过折减的土性指标的变异系数明显较小,从而使可靠度分析的结果接近工程实际。

海洋地基土的随机场特性

对随机场理论应用于海洋土地基可靠度研究中的必要性及其理论意义进行了深入的分析和探讨,提出了检验土性指标的平稳性和各态历经性的方法,结合渤海油田在开发和建设中积累的大量工程地质勘察资料,对海洋土竖直和水平向土性剖面建立齐次正态随机场模型。并在此基础上,以渤海某油田海洋平台的地基可靠度分析为例,说明随机场理论在海洋土地基可靠度分析中的具体应用及其所发挥的重要作用。

广东西部沿海铁路江门南站软土土性参数随机场特性研究

研究目的:广东西部沿海铁路江门南站范围内分布有较厚的软土,其成因为潭江入海口海陆交互相冲积,土性主要为淤泥质黏土和粉质黏土,局部有沙砾夹层,为了满足承载力及工后沉降的要求,路基基底必须采用复合地基进行加固。合理选择土性参数是复合地基设计的关键,由于土体是在自然条件下形成的,其性质表现出很大的变异性,所以采用概率分析方法设计复合地基显得更加合理。土性参数随机场特性研究可以为复合地基概率设计方法提供依据,本文利用CPT资料对江门南站软土土性参数的随机场特性进行了研究。研究结论:形成了比较系统的随机场研究方法,得到了主要土层的方差折减函数;统计得到了压缩模量、承载力及抗剪强度指标的均值和方差,利用方差折减函数对方差进行了修正,为路基概率设计方法提供依据。

基于随机场理论的路堑边坡稳定性可靠度分析

与传统的安全系数法分析边坡稳定性相比,以概率统计为基础的考虑到岩土性质的变异性和不确定性的可靠度方法更为客观。针对黄延高速公路一个典型的路堑边坡工程,将空间随机场理论引入到边坡稳定可靠度分析中,构建基于传递系数法的功能函数,得到内摩擦角和粘聚力相关和不相关及不同方差折减系数情况下的破坏概率,获得了一些基本结论。

垃圾渗滤液重金属镉的地下水污染源强定量评价

以某垃圾填埋场为研究区,建立了基于过程模拟法的地下水污染源强定量评价模型,对垃圾渗滤液中重金属镉的地下水污染源强进行定量评价。以研究区的包气带介质及评价模型为基础,对镉在包气带中的折减提出了几种假设,得出折减函数;提出了基于折减函数法的地下水污染源强定量评价方法,并建立了相应的折减函数模型。结果表明:该模型应用于研究区,在渗滤液中镉的初始浓度为0.05 mg/L;有效包气带介质为13 m,经过15.4 a镉的折减系数为0.013,进入地下水中的镉浓度为5.13×10^(-4)mg/L,与过程模拟的评价结果接近,经过15.4 a连续入渗后,地下水中镉浓度的模拟结果与监测结果较相符,评价模型的可靠性得到验证。

大小鱼山地基土随机场统计特征及可靠性分析

针对传统可靠度设计方法在地基可靠度分析中算得的可靠度指标过小、失效概率过大的问题,将随机场理论应用于地基可靠度分析。结合鱼山地区围垦促淤过程中获得的大量地勘资料,基于随机场理论讨论采用改进的递推空间法确定土层相关距离的合理性,统计出该地区典型土层土性指标的相关距离及方差折减函数值,并将其应用于岸坡稳定的可靠度分析。结果表明:随机场理论应用于地基土的可靠度分析具有重要的应用和推广价值,采用改进的递推空间法更易确定土性指标的相关距离值,地基土强度指标黏聚力、内摩擦角经方差折减后得到的岸坡可靠性指标更符合工程实际的安全程度。

土性相关距离的计算方法

土性指标具有空间变异性,描述这种空间变异性较好的方法是Vanmarcke提出的随机场理论。相关距离是随机场理论应用于实际工程可靠度分析的一个重要参数。根据一维平稳高斯随机场理论对土性参数相关距离的计算方法进行了研究和归纳,提出了利用Grubbs方法对在土层相关距离的计算结果中出现的与均值偏离很大的可疑数据进行取舍,从而提高了计算出的相关距离数据的可靠性,保证了在岩土工程应用随机场理论计算可靠度时的结果更加精确。

随机场理论在真空预压软土地基可靠度评价中的应用

真空预压方法在沿海大面积深厚软土场地地基处理中被广泛应用,其具有加快软土排水固结,提高场地地基承载力的双重作用。根据真空预压前后现场原位试验与室内试验数据,采用数理统计的方法对加固前后软土场地土体物理力学指标(含水率、孔隙比)和强度指标(剪切强度、贯入阻力)进行对比分析。针对采用传统计算方法得出的地基可靠度指标偏小、与实际不符的问题,应用随机场理论计算了本区域软土加固后土体指标的相关距离和方差折减函数值,并将其应用地基土可靠度评价中。结果表明:软土经真空预压加固后土体指标仍然符合随机场理论模型,考虑土体指标相关性的地基承载力可靠度指标显著提高,更加符合工程实际,具有重要的应用和推广价值。