基于随机地震下堤坝稳定性的可靠度分析

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1、浙江大学硕士学位论文随机地震下堤坝稳定性的可靠度分析姓名：袁海明申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：吴世明;蔡袁强20000101塑型型业型丝生———一型!随机丝篮下堤拯整塞灶的可靠度分析摘要，w"———————__～——__一本文将随机振动理论和可靠度理论引入到堤坝的抗震稳定性分析中，试图用失效概率取代安全系数来表征堤坝的稳定性。通过地震加速度功率谱取代常规的加速度时程曲线作为地震输入，本文考虑了地震动过程的随机性；另外，通过等效线性化法的运用还有效地考虑了随机地震引发的筑坝材料的非线性。最

2、后，运用自己编制的有限元程序，在随机振动理论的基础上，建立了⋯套随机地震下堤坝稳定性可靠度的计算方法。通过对几个算例和实例的分析证明了该法的可行性。．2000塑型：兰篁!：兰些!!!!!；———————————————————————————一PROBABILISTICSTABILITYANALYSISOFEARTHEMBANKMENTSANDDAMSSUBJECTEDTOSTOCHASTICSEISMICLOADINGABSTRACTThetheotiesaboutthestochasticvib

3、rationandtheprobabilityal'eintroducedintotheearthquakeinducedstabilityana

4、yslstoevalu8lethestabilityofearthembankmentsanddamsbythefailure1)robabilitymethod．Byuseofthepowerspectrumasthe8。1sml。aeeelefationinput，therandomicityofseismicloadingiseonsl《ered·

5、AndbvuseofaprobabilisticaverageequivalentlineariterativeaD移foach，thenonlinearityofthematerialsistakenintoconsideration．Attheend，aneffectivemethod，alongwithafiniteelernentcomputer仲ro刚m，isdevelopedtoevaluatethefailureprob8bllltyot。l曲a幽髓entsanddamssubject

6、edtostochasticseismicloading·s㈣enumericalexamplesandpracticalcasesareusedtoassesstheeffectivenessofthemethod，第一章绪论1．1引言目前，概率可靠度取代安全系数是当前工程设计评估的趋势。安全系数仅是一个由确定的方法得到的数值，它未能考虑设计参数中任何内在的变异性。举一个简单的例子，试验得到两组三个土的粘聚力C值：①30、40、50kPa；②35、40、45kPa：大家都知道后者要比前者的结果更为

7、可靠，但这无法或仅能凭经验在安全系数中加以区分：体现在结果上，有时一个工程结构的安全系数大于1．0，而实际上该结构还是发生了破坏，但在可靠度中却可以很科学地对此加以考虑。这是本文研究的前提之一。此外，在这次钱塘江防洪堤抗震稳定性研究课题中遇到的一个问题也是作者进行此研究的背景。目前，解决土坝震害有五个方法：拟静力法，刚塑性滑块法，剪切粱法，Seed，Idriss法，随机反应分析方法。钱塘江防洪堤抗震稳定性研究课题采用的方法实质是Seed—Idriss法，该方法概念简单，但是结果评定却存在着一些困难(

8、《地震工程(第二版)》)。如果在一个特定的地震持时中出现一两个点失稳，就很难说坝体在某一烈度地震下一定会失稳。如下图所示，某工程的某一4断面在特定地震加速度时程曲线输入后可能会出现如下一条稳定系数随时间的变化曲线，尽管在某一时段，它的稳定系数略小于1．0，但是不应该绝对地将它判为失稳。图1—1稳定系数随时间变化图用随机反应分析方法就可以克服上述的缺陷。它用功率谱作为输入量，将一个坝体遴行有鼹元离教，再涛功率谱邀{亍频敬，而后用等馈线性化法将一个{}线性问题转化为一个线性问题，逐步线性逼近分析，得出所

9、求量的功率谱，而后基于功率港番统薛量邋李亍可靠度运箕。通过上述方法，放丽避免了篆一特定遗震燕速度赫线的输入，而用功率谱代之，使得任⋯地震曲线仅为该度地震F功率诺的一个样本，增强了地震输入的科学t隧、可靠性；另势，麓可靠发来取代安全系数表征结果，既增加了结果的直观性和可靠性，也符合了当前工程设计、评定发展的大趋势。1．2前人工作综述1．2．1堤坝抗震稳定性的研究醛藩，鬃内夕}对堤坝的抗震稳定性磷究主要集中在以下几个方法上(张克绪，1994)。拟静力法评估土坝地震稳定性最