›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (S1): 439-444.doi: 10.16285/j.rsm.2015.S1.076

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

基于克里金模型的边坡稳定可靠度分析方法

罗正东1,董 辉1,陈 铖1,苏永华2   

  1. 1. 湘潭大学 土木工程与力学学院,湖南 湘潭 411105;2. 湖南大学 岩土工程研究所,湖南 长沙 410082
  • 收稿日期:2015-03-09 出版日期:2015-07-11 发布日期:2018-06-14
  • 作者简介:罗正东,男,1982年生,博士,讲师,主要从事边坡及地下结构非确定性及优化设计方面的教学与研究工作
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No.51108397);湖南省自然科学基金(No.2015JJ2136);湘潭大学人才引进基金(No.KZ08026)

An analytic method for slope stability reliability based on Kriging model

LUO Zheng-dong1, DONG Hui1, CHEN Cheng1, SU Yong-hua2   

  1. 1. School of Civil Engineering and Mechanics, Xiangtan University, Xiangtan, Hunan 411105, China; 2. Institute of Geotechnical Engineering, Hunan University, Changsha, Hunan 410082, China
  • Received:2015-03-09 Online:2015-07-11 Published:2018-06-14

摘要: 边坡工程的复杂性不仅表现为各岩土参数的变异性和非确定性,而且还在于其极限状态功能函数的非解析性及隐式性。以Janbu 法为例,研究了隐式功能函数下易于执行的边坡工程稳定可靠度计算方法。首先,调用边坡极限平衡模式获得岩土基本参数,并利用拉丁超立方试验设计抽取影响边坡稳定性基本参数的适量初始样本。其次,采用地质统计学中的克里金(Kriging)各向异性关联映射方法,将边坡功能函数值表述为随机过程。然后,结合主动学习方法,基于搜索规则调整训练样本,通过反复迭代循环确定满足实际工程精度的随机过程所表示的边坡功能函数。最后,调用随机过程函数通过验算点法(JC法)获得边坡的失效概率。工程算例分析表明,文中方法的求解精度与蒙特卡洛模拟方法相当,但计算过程简明,效率高,更具工程实用性。

关键词: 边坡工程, 克里金(Krigin)模型, 拉丁超立方设计, 最可能失效区域, 主动学习

Abstract: The complexity of slope engineering is not only reflected in the variability of geotechnical parameters, but also in the implicit and nonanalytic properties of the performance function. Therefore, the direct calculation of slope stability reliability under implicit performance function that based on Janbu method is researched. First, the slope limit equilibrium model is called to obtain basic geotechnical parameters, and then the initial samples that affect slope stability is acquired through the Latin hypercube sampling. Secondly, using the Kriging anisotropic association mapping method dependence mapping method, the slope function value is expressed as a function of the random process. Then combined with the active learning method, and based on the searching rules to adjust the training samples, the slope performance functions denoted by the random process that meet the accuracy of the actual project is determined through iterative cycle. Finally, the random process function is called to work out the failure probability of slopes through the checking point method (JC method). The case study shows that the accuracy of the proposed method is equivalent to that of the Monte Carlo simulation; but the calculation process is simple, highly efficient, and more practicable.

Key words: slope engineering, Kriging model, Latin hypercube design, most failure zone, active learning

中图分类号: 

  • U 416
[1] 闫国强, 殷跃平, 黄波林, 张枝华, 代贞伟, . 三峡库区巫山金鸡岭滑坡成因机制与变形特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 329-340.
[2] 王伟, 陈国庆, 郑水全, 张广泽, 王栋, . 考虑张拉-剪切渐进破坏的边坡矢量和法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 468-476.
[3] 蒋泽锋, 张戈, 朱大勇, 王军, . 锚固力作用下的边坡临界滑动场法研究与应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2799-2806.
[4] 崔芳鹏,许 强,殷跃平,胡瑞林,陈紫娟,刘 伟,. 基于带状震源破裂机制的斜坡动力响应[J]. , 2018, 39(1): 320-330.
[5] 王 超,张社荣,张峰华,杜成波. 基于实时更新数值模型的高陡边坡动态仿真分析方法及应用[J]. , 2016, 37(8): 2383-2390.
[6] 陈静瑜 ,赵炼恒 ,李 亮 ,谭捍华,. 基于Excel数据表和极限分析法的滑坡抗剪强度参数反演分析[J]. , 2016, 37(3): 827-834.
[7] 刘 晓 ,唐辉明 ,熊承仁 ,刘清秉,. 考虑能量-时间分布的边坡动力可靠性分析新方法[J]. , 2015, 36(5): 1428-1443.
[8] 辛建平 ,唐晓松 ,郑颖人 ,张 冬,. 单排与三排微型抗滑桩大型模型试验研究[J]. , 2015, 36(4): 1050-1056.
[9] 夏开宗 ,刘秀敏 ,陈从新 ,宋娅芬 ,欧 哲 ,龙 毅,. 考虑突变理论的顺层岩质边坡失稳研究[J]. , 2015, 36(2): 477-486.
[10] 张社荣,谭尧升,王 超,王 宽. 多层软弱夹层边坡岩体破坏机制与稳定性研究[J]. , 2014, 35(6): 1695-1702.
[11] 孙志彬 ,杨小礼 ,张 胜 ,王路路,. Mohr-Coulomb准则下基于滑动面深度的边坡参数反分析方法[J]. , 2014, 35(5): 1323-1328.
[12] 张永杰 ,李侑军 ,李邵军 ,江 权,. 边坡模糊可靠性分析隶属函数取值界限研究[J]. , 2014, 35(4): 1157-1163.
[13] 夏开宗 ,陈从新 ,鲁祖德 ,宋娅芬 ,周意超 ,罗歆婷,. 考虑水力作用的顺层岩质边坡稳定性图解分析[J]. , 2014, 35(10): 2985-2993.
[14] 钱海涛 ,张力方 ,秦四清 ,王思敬 . 地震动作用下均匀土质边坡的临界转角分析[J]. , 2013, 34(S2): 62-66.
[15] 张青波,李世海,冯 春,王 杰. 基于SEM的可变形块体离散元法研究[J]. , 2013, 34(8): 2385-2392.
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[1] 向天兵,冯夏庭,陈炳瑞,江 权,张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[2] 张宜虎,周火明,邬爱清. 结构面网络模拟结果后处理研究[J]. , 2009, 30(9): 2855 -2861 .
[3] 杨 光,孙 逊,于玉贞,张丙印. 不同应力路径下粗粒料力学特性试验研究[J]. , 2010, 31(4): 1118 -1122 .
[4] 闻世强,陈育民,丁选明,左威龙. 路堤下浆固碎石桩复合地基现场试验研究[J]. , 2010, 31(5): 1559 -1563 .
[5] 张常光,张庆贺,赵均海. 非饱和土抗剪强度及土压力统一解[J]. , 2010, 31(6): 1871 -1876 .
[6] 杨天鸿,陈仕阔,朱万成,刘洪磊,霍中刚,姜文忠. 煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J]. , 2010, 31(7): 2247 -2252 .
[7] 胡秀宏,伍法权. 岩体结构面间距的双参数负指数分布研究[J]. , 2009, 30(8): 2353 -2358 .
[8] 李卫超,熊巨华,杨 敏. 分层土中水泥土围护结构抗倾覆验算方法的改进[J]. , 2011, 32(8): 2435 -2440 .
[9] 张桂民 ,李银平 ,施锡林 ,杨春和 ,王李娟. 一种交互层状岩体模型材料制备方法及初步试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 284 -289 .
[10] 王 伟 李小春 李 强 石 露 王 颖 白 冰. 小尺度原位瞬态压力脉冲渗透性测试系统及试验研究[J]. , 2011, 32(10): 3185 -3189 .