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边坡工程可靠度分析
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第一节边坡工程及其不确定性
边坡工程可靠度分析
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1、边坡工程不确定性介绍
边坡是山区基本建设工程中很常见一个现象,自然边坡不稳定性问题一直是世界上许多国家和地域所面临最主要地质灾害问题。在许多行业生产和建设中,经常会碰到岩土开挖边坡、填筑边坡和自然边坡,对边坡设计、施工和评价是岩土工程人员所面临基本问题。
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传统方法是将影响边坡状态很多原因看做确定性量,用安全系数F作为衡量边坡状态指标,当F>1时,认为边坡是稳定;当F<1时,认为边坡处于不稳定状态。
然而,大量试验和工程实践证实:影响边坡稳定性原因中含有很大不确定性,如边坡岩土强度参数、外界荷载、地下水、岩土内各种不连续面等。用确定性方法加以计算评价会带来很大误差,使结果失真。
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2、边坡工程不确定性分类
1、岩层剖面与边界条件不确定性:
在边坡分析中,岩层及厚度改变情况是很主要。不过,因为岩层出露条件和钻孔工作量局限,极难准确描述它们。岩层剖面和边界条件不确定性必定造成破坏和计算模型不确定性。
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2、岩土性质固有变异性:
岩体和土体都是非均质各向异性体,因为试验品不足及其它各种原因影响,其性质表现出随机性。同一组试样在相同条件下测定其强度,结果也表现出一定离散性,其中,摩擦角φ可能离散25%,粘结力C值可能离散50%,抗剪强度改变约为30%.
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3试验样品数量不足:
从理论上讲,岩层边界条件和性质等是却是存在于三维空间,假如进行无限多勘察工作,情况是能够确知。但在实践中,勘察、试验工作是有限,所以必须将岩层性质和特征看作是随机,试验样品数量影响程度也是不确定,人们极难确知样品与真实试验结果之间确实切关系。
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4、外加荷载大小和分布不确定性:
边坡工程常见荷载有地应力、地下水、地震、爆破震动、运输生产设备、降雨等,这些荷载都是随机变量,其分布类型和特征参数往往都含有不确定性。
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5、勘测取样方法和试验方法误差:
在取样及测试过程中对试件扰动,试验环境条件以及试验方法不一样,都使结果产生差异。
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6、计算模型不确定性:
边坡工程,在定量分析中边坡物理力学模型建立,是以对岩土体地质模型深刻观察和分析为依据。因为工程岩土复杂性和人们分析判断能力不足及模拟条件和原型差异,必定造成结果不确定性。
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