多层地基土坡的随机有限元模型不同参数比较分析

摘要：

对James Bay堤坝进行了基于随机有限元方法的蒙特卡罗模拟.该法可以给出边坡可靠度(或破坏概率)而不是更加传统的安全系数作为边坡安全评估的度量准则.不同土层的不同的土性参数由随机场产生并且投影到有限元网格的高斯积分点上.研究了非均质各向同性和各向异性的不同的一维和二维随机场模型参数对结果的影响.通过对其结果的比较分析,展示了5种随机场相关结构对边坡可靠度的影响,并强调了选择一个适合模型及其参数的重要性.根据统计分析结果,提出了基于可靠度的土强度特征设计参数,结果显示只有10％～40％(取决于不同的随机有限元模型)的土坡可以达到所期望的确定性分析中的平均结构反应.这是由于随机有限元方法可以更加严格地考虑空间相关性,使得边坡破坏可以更加自然地沿着最小阻力(即最弱材料强度)的路径发展.结果证明水平方向的相关距离在该堤坝的分析中起主导作用,并且指出随机有限元模型中若采用简单公式(不考虑破坏面几何形状)得出的等效各向同性的相关距离,可能导致错误的可靠度评估.

关键词：有限元、蒙特卡罗模拟、随机场、边坡稳定性、空间变异性

所属期刊栏目：36

分类号：TU470(土力学、地基基础工程)

资助基金：The National Natural Science Foundation of China 51209141

在线出版日期：2014-03-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：162-169