基于随机场的土质边坡稳定性分析

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1、全日制硕士学位论文基于随机场的土质边坡稳定性分析申请人姓名：张小强指导教师：韩宪军学位类别：工学硕士专业名称：土木工程研究方向：结构工程河南理工大学土木工程学院二○一五年四月河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文：基于随机场的土质边坡稳定性分析，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名

2、:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。作者签名：导师签名：年月日年月日中图分类号：TU45密级：公开UDC：624单位代码：10460基于随机场的土质边坡稳定性分析Soilslopestabilit

3、yanalysisbasedonrandomfield申请人姓名张小强申请学位工学硕士学科专业土木工程研究方向结构工程导师韩宪军职称副教授提交日期2015年4月1号答辩日期2015年6月4号河南理工大学致谢转瞬间，三年的研究生生活就要结束了，在这三年的研究生生涯中，土木工程学院的老师不仅丰富了我的专业知识而且塑造了我良好的人格品质，这都将成为我未来人生中一笔宝贵的财富。感谢我的导师韩宪军。在这三年中，导师不仅在学习上对我细心的指导，而且在生活上对我无微不至的关心，教会了我如何做事，如何去学习，如何去思考问题，如何去解决问题。韩宪军老师严谨务实

4、的治学态度、精湛的专业知识和怀瑾握瑜的品德一直影响着我。在这里，感谢导师对我这么长时间的培养。感谢土木学院朱昌兴老师和邹正盛老师在学习上给予我的指导！感谢师兄魏元杰、张延年、孟小欢在平时的学习中和生活上给我许多受益匪浅的建议和雪中送炭的帮助，和师兄们的交流使我开阔了知识面，接触到了很多以前不知道的知识，这些对我将来的工作和人生都有很大的帮助。感谢室友王伟伟、刘瑜新、侯远以及赵明、赵旭、李庆波等人在学习和生活上对我的帮助感谢父母和家人二十几年如一日的在生活和精神上的大力支持！最后，感谢百忙之中参加评审论文和学位论文答辩的各位专家，恳请各位专家和

5、老师多提宝贵意见！摘要边坡稳定性分析在岩土工程中是一个十分经典的问题，也是现实工程中经常遇到的问题，对边坡的既合理又准确的稳定性分析是评价边坡稳定性的一个发展趋势。由于传统的极限平衡分析方法得到的安全系数未能充分的考虑土性参数的不确定性因素，因此在边坡稳定性分析中引入随机场理论具有十分重要的现实意义。本文在传统方法的基础上引入了可靠性分析方法。首先通过结合传统分析方法和可靠性分析方法，来分析土性参数的变异系数对边坡的可靠度指标的影响；其次用随机场来模拟土性参数的实际情况，并结合有限元分析方法来评估边坡的稳定性。主要研究成果如下：（1）确定边坡

6、可靠度指标和土性参数的变异系数之间的关系。在传统的Bishop法的基础上，结合可靠度分析方法中的Monte-Carlo法，通过Matlab编程来实现土性参数对可靠度指标影响的分析过程。边坡的可靠度指标和土性参数黏聚力c、内摩擦角的变异系数、呈负相关。c（2）基于随机有限元中的随机场理论来评估边坡的稳定性。对边坡进行随机场离散和有限元划分，根据已知分布的参数进行随机抽样，把获得所需的参数值赋给随机场的局部平均单元。求出边坡的位移、应力、安全系数。把最终计算出的安全系数与传统方法进行比较，通过计算结果和计算精度来验证此方法的可行性。通过

7、分别考虑土性参数弹性模量、黏聚力、内摩擦角的空间变异性发现：边坡x方向的位移在边坡坡脚处最大然后从左到右逐渐减小。y方向的位移坡顶最大，然后从上到下依次递减。最大主应力的分布与坡顶基本平行，最小主应力的分布在靠近坡面时发生明显的偏转，越接近坡面则越平行于坡面，而远离坡面时则与坡顶基本平行。关键词：边坡；Bishop法；Monte-Carlo法；有限元；随机场。IAbstractSlopestabilityanalysisingeotechnicalengineeringisaveryclassicproblem,andtheproblemis

8、oftenencounteredinrealprojects.Reasonableandaccurateslopestabilityanalysisisaneval