基于区间分析在边坡工程中的应用

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1、河海大学硕士学位论文区间分析在边坡工程中的应用姓名：邱天申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：徐卫亚20060601摘要在我国，边坡工程的稳定问题是水利水电、公路、铁路和矿产资源开发等建设工程中一个至关重要的问题，边坡工程在各类工程建设中的地位十分重要。出于岩土的形成是极其复杂的过程，致使其存在大量的裂隙、孔隙、地下水等，而成为由多种介质构成的不连续体，物理力学特征非常复杂。人们对其认识存在一定的模糊性和局限性，许多岩土力学参数，往往只能提供一定的区间变化范围。对边坡稳定性分析来说，现有的安全系数定义是建立在确定性参数的基础上的。这样，势必要引入不确定性分析模型来对此进行分析。本文对于

2、区间模型在边坡稳定分析中的应用作了初步研究和探讨，主要的内容如下：(1)介绍区间数学的基本理论、区间有限元的基本原理和目酊已有的几种区间方程组的摄动解法，并通过具体算例进行比较。另外对摄动阶数的取值作了研究，确定出合理的阶数，以得到更为精确的数值解。(2)将刚体极限平衡法和区间理论相结合，将Bishop法的边坡安全系数表达式以区间形式表达出来。通过算例，计算出边坡的安全系数区间值，可以对在参数不确定条件下的边坡安全性做出评估。(3)将区间理论和极限平衡有限元相结合，Kulkawy等提出的基于剪应力的安全系数定义法，得出区间表示的边坡安全系数表达式，同样通过算例，将安全系数解区间上下限值和普

3、通有限元所得的安全系数最小最大值进行比较。对于区间极限平衡有限元不能解决的非线性参数变化问题，可以利用Bishop法的区问模型来分析，通过对两者的结合，可以更好地对实际边坡工程进行区问分析。(4)以澜沧江糯扎渡右岸泄洪洞出口边坡为例，进行了区间极限平衡和区间有限元分析。关键词：边坡稳定；区间分析；区间刚体极限平衡；区间极限平衡有限元；区间安全系数AbstractInourcountry,thestabilityoftheslopeprojectisacrucialissueinwaterutilities，roads，railwaysandtheconstructionoftheminer

4、alresourcedevelopment，Slopeprojectisveryimportantinvariousprojects．Sincetheformationofrockisaextremelycomplexprocess，Asaresultitexistsubstantialfissures，pore，groundwater,SOitisanon—continuumofcombinationlotsofmedium，Physicalcharacteristicsisverycomplex．Awarenessaboutitbypeopleisacertainambiguityan

5、dlimitations，manyrockmechanicsparameters，oftenCanprovideacertainintervalscopechanges．Foranalysisofslopestability,thesafetyfactordefinitionoftheexistingisestablishedonthebasisofcertaintyparameters．Thus，itisnecessarytointroduceuncertaintyanalysismodeltoanalysisthem．Inthis，wemadeapreliminarystudyande

6、xplormionoftheapplicationintheslopestabilityanalysisforintervalmodels．Themainelementsareasfollows：(1)Introducethebasictheoryofintervalmathematics，thebasicprinciplesofintervallimitedelementmethods，andnowseveralIntervalequationsperturbationsreconciliation．AndmakeacomparisonthroughSpecificcases．Inadd

7、itiontostudytheperturbationsexaminedseveralbands，identifiedreasonableband，toobtainmoreprecisenumericalsolutions．(2)Combinedrigidbodylimitbalancedapproachandintervaltheory,madeBishopslopesafetyfactorexpressedinthe