地震力作用下锚固边坡可靠度风险分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com·9O·全国中文核心期刊路基工程2008年第2期(总第137期)地震力作用下锚固边坡可靠度风险分析陈志明(中铁十一局集团第-'32程有限公司湖北十堰442013)摘要在考虑锚固力、水平地震力等因素的基础上确定边坡的可靠度计算公式，建立了综合风险评价指标，使边坡分析的动力学、静力学与可靠度理论获得有机结合。以工程实例说明了主要计算过程。关键词边坡可靠度风险分析锚固地震假定水平地震加速度为n，定义n与重力加速弓I言度g的比值为A，将其命名为水平地震加速度系数，目前对边坡问题的风险分析主要是运用可靠性分若知道其

2、概率密度函数-厂(A)，同时，按照拟静力法析原理进行计算，其目标是使可能达到极限状态的概理论，可以知道边坡的动力安全系数为率足够小，将工程风险限制在可接受的范围内。在风：(3)险分析中，概率方法的优点是能分析材料参数的变异1性和其他方面的不确定性，其计算结果提高了置信程tan0度。随着近代可靠度理论的发展，一些学者将各种不式中K为边坡静力安全系数，0为滑动面与水平面确定因素引人边坡的稳定性分析之中，取得了显著的的夹角，为坡体内摩檫角。成果。根据Wolf的研究，安全系数一般服从总观现有的风险分析和计算方法可以看出，大多一Ⅳ(1．0，)的正态分布，则以安全

3、系数表征的地数研究者对各种风险的研究采用的是一种分而治之的震作用下的可靠度指标可表示为方式，把各种风险相互孤立起来进行单独研究，没有卢：(4)考虑各风险之间是否存在依赖关系。事实上，各风险并非完全独立，而是存在一定的内在联系，如地震风根据可靠度指标与失效概率的关系可以得到边坡险、锚固力风险和边坡风险之问，锚固力的大小、地的失效概率为震加速度的大小直接影响边坡的风险水平，而这些影P=1一~o(／3)(5)响因素又是随机的，所以，独立确定一种条件下边坡由此可以得到不同水平地震加速度条件下的边坡风险显然是不适合的。失效概率p(f}A)，该值常按数值拟合积分的

4、方式求得。本文提出在考虑锚固力、地震力和随机性等多因因此边坡的水平地震作用失效概率为素条件下，确定边坡的可靠度计算公式，建立起综合P：=fP(fIA)A)dA(6)风险评价指标，使边坡分析的动力学、静力学与可靠1．3多因素作用下风险分析度理论获得有机结合。若有多种性质、形式不同的风险时，应将其综合分析计算。如果现在有I't种风险，R；为各风险模式下1综合风险评价理论模型对应的抗力，si为各风险模式下的荷载效应。如果第1．1锚固力随机变化条件下边坡风险分析一种风险的大小受制于其余的风险作用，通过条件概设滑动力矩与锚固力Ⅳ有联合概率密度函数率和全概率公式，

5、把各因素考虑进去，则综合风险可，Ⅳ)，则有表示为，N)=MIⅣ)Ⅳ)(1)式中／(}Ⅳ)为给定某一锚固力Ⅳ条件下的条Pf(。

6、阶段，Ⅳ为工程完成时锁定锚固力。上述公式计算困难时，可以采用回归拟合的方法此，风险可定义为事件发生的概率和事件可能导致的进行风险率的计算。后果的乘积，风险损失RISK=P×C(9)1．2水平地震力随机变化条件下边坡风险分析式中P为事件失效的概率；C为事件可能导致的陈志明，男，工程师。后果维普资讯http://www.cqvip.com陈志明：地震力作用下锚固边坡可靠度风险分析·9l·假设锚固力服从均值为550kN的指数分布，其2工程算例概率密度可表示为京珠高速公路K98+560路基横断面在施工到三，(J7、r)：。寺级边坡已经施加锚固力，但二级边坡尚未

7、施加锚索预应力，且在饱水条件下进行平面风险分析，设计见图将上述两式代人锚固力作用下边坡失稳风险概率1。用代表残坡积粘土层；代表全一强风化泥质P可知砂岩、砂岩、泥岩及煤层；代表弱风化泥岩、砂r7056PN=J(5．10316—0．00291N一1．88465岩。这三个地层的力学参数见表1。锚索设计吨位为1．．588kN，张拉吨位为705．6kN，锚索排距3In。×10)×10～1e3g~dN兰0．03688相应的可靠度指标=1．79根据计算结果，作出破坏概率与水平地震加速度的关系曲线见图3。祷整图1路基横断面图6水平地震加速度系数A表1算例参数表图3坡体

8、破坏概率与水平地震加速度系数的关系曲线图对关系曲线采用多项式拟合，根据地震烈度区划，对该地区采