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基于最大熵原理的工程边坡参数估计及可靠度分析研究

作　者: 席娜丽
导　师: 韩晓雷
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 岩土工程
关键词: 边坡安全系数可靠度分析最大熵原理蒙特卡罗模拟
分类号: TU43
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 209次
引　用: 1次
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内容摘要

边坡失稳作为全球性三大地质灾害之一,给人类带来了巨大的财产损失和人员伤亡,受到了全世界的广泛关注。我国目前通常采用安全系数来评价边坡的稳定性,它往往由工程师们根据随机抽样而凭经验给出土体的设计参数,而没有考虑大量的非确定性因素,带有一定的主观性。本文探讨了以概率统计理论为基础得边坡分析方法,在边坡土体的参数确定和可靠度分析方面取得了一些具有理论和现实意义的成果。本文首先对几种常用的工程边坡可靠度分析方法进行了介绍和比较,可靠度分析方法充分考虑了变量的随机性,其中蒙特卡罗模拟法的精度较高,能够满足工程需要。在参数的确定方面,作者认为边坡系统是一个内部能量守恒的孤立的物质系统,受到热力学中熵增原理的启发,探讨了运用最大熵原理进行土体参数估计的方法,推导了用该方法进行随机反演的准则函数,得到了“合乎自然”的参数估计值。此外,本文详细介绍了基于最大熵原理的工程边坡参数估计用于蒙特卡罗随机模拟的计算过程,得到了相应的破坏概率和可靠度指标,并用可靠指标和安全系数同时对边坡进行评价。最后通过一个工程实例,进行了大量的数据统计和概率计算,对该方法的可行性和正确性进行了验证。

全文目录

1 绪论  7-16
  1.1 选题意义与理论背景  7-8
  1.2 可靠度理论在工程边坡中的研究现状  8-12
    1.2.1 从安全系数到可靠度  8-9
    1.2.2 安全系数和可靠指标的关系  9-10
    1.2.3 岩土工程可靠度分析的特点  10-11
    1.2.4 工程边坡中可靠度理论应用现状  11-12
  1.3 可靠度分析应用于工程边坡中存在的问题  12-13
  1.4 本文研究的主要内容与方法  13-16
    1.4.1 基本思路  13-14
    1.4.2 主要内容  14-15
    1.4.3 技术路线  15-16
2 边坡稳定可靠度分析的基本理论  16-35
  2.1 可靠度分析的几个基本概念  16-21
  2.2 工程边坡随机分析的基本方法  21-32
    2.2.1 蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟法  22-23
    2.2.2 概率矩点估计法  23-25
    2.2.3 一次二阶矩法  25-29
    2.2.4 相关情况的正交变换处理方法  29-30
    2.2.5 改进验算点的一次二阶矩法  30-32
  2.3 各种方法综合比较  32-34
  2.4 本章小结  34-35
3 基于最大熵原理的工程边坡参数估计及可靠度分析  35-57
  3.1 关于反分析  35-39
    3.1.1 概述  35-36
    3.1.2 非确定性反分析研究  36-39
  3.2 最大熵原理  39-43
    3.2.1 概论  39-41
    3.2.2 最大熵原理用于岩土工程参数估计  41-43
  3.3 工程边坡综合随机分析的蒙特卡罗方法研究  43-53
    3.3.1 基本假定及适用条件  44
    3.3.2 工程边坡综合随机分析的蒙特卡罗方法的推导过程  44-53
  3.4 本章小节  53-57
4 实例分析  57-63
  4.1 基本资料  57
  4.2 用 Bishop法求边坡的最小安全系数  57-58
  4.3 用本文方法求边坡的可靠度指标  58-62
    4.3.1 利用最大熵原理确定土性参数及其分布  58-59
    4.3.2 功能函数的建立  59-60
    4.3.3 蒙特卡罗随机模拟及可靠指标的计算  60-62
  4.4 本章小结  62-63
5 结论与展望  63-65
  5.1 结论  63-64
  5.2 建议与展望  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-67

基于最大熵原理的工程边坡参数估计及可靠度分析研究

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