考虑参数空间变异性的非饱和土坡可靠度分析

蒋水华 1, 2，李典庆 1, 2，周创兵 1, 2，张利民 3

  (1.武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072；2.武汉大学 水工岩石力学教育部重点实验室，武汉 430072； 3.香港科技大学 土木与环境工程系，香港)

摘 要：在考虑多个土体参数空间变异性的基础上，提出了基于拉丁超立方抽样的非饱和土坡稳定可靠度分析的非侵入式随 机有限元法。利用 Hermite 随机多项式展开拟合边坡安全系数与输入参数间的隐式函数关系，采用拉丁超立方抽样技术产生 输入参数样本点，通过 Karhunen-Loève 展开方法离散土体渗透系数、有效黏聚力和内摩擦角随机场，并编写了计算程序 NISFEM-KL-LHS。研究了该方法在稳定渗流条件下非饱和土坡可靠度分析中的应用。结果表明：非侵入式随机有限元法为 考虑多个土体参数空间变异性的非饱和土坡可靠度问题提供了一种有效的分析工具。土体渗透系数空间变异性和坡面降雨强 度对边坡地下水位和最危险滑动面位置均有明显的影响。当降雨强度与饱和渗透系数的比值大于 0.01 时，边坡失效概率急 剧增加。当土体参数变异性或者参数间负相关性较大时，忽略土体参数空间变异性会明显高估边坡失效概率。 

关 键 词：边坡；非饱和渗流；空间变异性；可靠度；拉丁超立方抽样

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