probabilisticslopestabilityanalysisbyfiniteelements概率的有限元法边坡稳定性分析

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1、专业英语翻译基于有限元法边坡稳定性概率分析摘要:木文同时采用简单和更为先进的概率分析工具，研究了粘质边坡失效概率。在试验中，详细研宄了局部平均对边坡的失效概率的影响。在简单方法中，将抗剪强度作为一个随机变量，釆用经典边坡稳定性分析技术进行分析。结合弹塑性有限元分析和随机场论的方法进行研究的先进技术，被称为随机有限元方法（RFEM）。RFEM的结果表明，因为它能通过找出最不稳定结构面，使斜坡破坏过程更为自然的反映，它比传统的边坡稳定概率分析技术具有更多优势。该项研究中尤其重要的是其结论，在简单概率分析中，完全相关的假

2、设忽略了空间变异性，可能导致失效概率的偏不估计。这与采用经典斜坡稳定性分析方法的研究者的论述相违背。数据库主题词：边坡稳定;有限元；概率方法;失效。1引言边坡稳定性分析是岩土工程的分支，适合采用概率分析，并且已在各种文献屮得到重视。最早的文献出现在2◦世纪70年代（例如MatsuoandKuroda1974;Alonso1976;Tangetal.1976;Vanmarcke1977），并不断稳步的向前发展（例如D’AndreaandSangrey1982;ChowdhuryandTangl987;LiandLum

3、b1987;MostynandLi1992;Christianetal.1994;Lacasse1994;Christian1996;LacasseandNadim1996;Wolff1996;Duncan2000;HassanandWolff2000;Whitman2000）。最近，在El-Ramly等学者的一文屮（2002年），针对这一主题也提出丫实用的观点，同时也指出，岩土工程专业开始逐渐采用概率方法进行岩土工程设计，尤其是针对诸如斜坡和基础工程这些传统的工程问题。对于这个问题，相对现有的工作，主要出现了两种

4、问题。其一，研宂尽管采用了新的较复杂的概率方法，但绝大多数的概率边坡稳定性分析一直采用经典的斜坡稳定性分析方法（例如，Bishop1955）,而且几十年来几乎没有任何改变，而且从未使用高应变土体的抗剪强度分布方法。传统的边坡稳定性的一个明显不足在于，确定破坏面形状（如阀形）的方法往往是固定的，因此破坏机制不能通过土体“找出”斜坡边界。其二，尽管空间相关性的重耍性（或自相关）以及岩土性质的局部平均数据，早己通过一些调查查明（例如，MostynandSoo1992）,但其中仍经常古略了许多概率边坡稳定性分析。近年来，作

5、者一直在努力追求更精确的概率岩土工程分析方法（如FentonandGriffiths1993；Paice1997;GriffithsandFenton2000）,其屮一种随机分析理论与有限元方法相结合的产物，在此被称为随机有限元法（RFEM）,它很好的解决空间相关性问题，同时也是一种强大的边坡稳定性分析工具，而且不需要先假设斜坡的形状或破坏机理的位置。为了证明这种方法的好处,并把该方法运用于本文研宂，对此本文同时采用简单和更先进的方法，研宂了一个带有凝聚力的斜坡稳定性概率分析的特点。最初，采用简单的古典概率的概念和

6、边坡稳定的技术对斜坡进行调查研宂，然后对空间相关和局部平均的作用进行研宂。其后，采用成熟的RFEM方法得出结果。贯穿该文的失效概率（A），是相对于传统安全系数（FS）而言的，它是通过图表或经典的极限平衡方法获得的。«■*•当前考虑的斜坡，如图1所示的斜坡试验问题屮，饱和粘土的抗剪强度参数和研宄屮，斜坡坡角和尺寸，以P，H和D表示，饱和土体容重为常量，同时假定不參排水抗剪强度~为一个随机变量。一般认为，不排水抗剪强度将以无量纲形式C表示，其屮C=c„/（7sat//）。Z7777777v777777777777777

7、7777777777777777777777777/图1凝聚力的斜坡试验问题2概率描述的剪切强度在这项研宂屮，剪切强度C有对数正态分布的统计特征，定义和标准差o,图2所示为一典型案例，耍性（或自相关）以及岩土性质的局部平均数据，早己通过一些调查查明（例如，MostynandSoo1992）,但其中仍经常古略了许多概率边坡稳定性分析。近年来，作者一直在努力追求更精确的概率岩土工程分析方法（如FentonandGriffiths1993；Paice1997;GriffithsandFenton2000）,其屮一种随机分

8、析理论与有限元方法相结合的产物，在此被称为随机有限元法（RFEM）,它很好的解决空间相关性问题，同时也是一种强大的边坡稳定性分析工具，而且不需要先假设斜坡的形状或破坏机理的位置。为了证明这种方法的好处,并把该方法运用于本文研宂，对此本文同时采用简单和更先进的方法，研宂了一个带有凝聚力的斜坡稳定性概率分析的特点。最初，采用简单的古典概率的概念和边坡稳定的技术对