基于Chebyshev-G...开的土质边坡稳定可靠度分析-顾鑫.pdf

在土质边坡工程中，稳定性是评估边坡是否安全、能否承受各种外部因素影响的关键指标。传统的边坡稳定性分析方法，如极限平衡法和有限元法，在一定程度上能够提供稳定性评估，但在处理岩土体参数的空间变异性时仍存在诸多局限。顾鑫的研究通过引入基于Chebyshev-Galerkin-Karhunen-Loève（KL）展开的新方法，为土质边坡稳定可靠性分析提供了更精确、高效的解决途径。 Chebyshev-Galerkin-KL展开法的核心在于将随机过程或场转换为一组正交函数的线性组合，从而简化了复杂的数值计算。该方法的运用，能够在土质边坡稳定性分析中有效处理岩土体参数的不确定性，例如抗剪强度和孔隙水压力等的空间变异，这对于评估边坡在不同环境条件下的稳定性至关重要。特别地，该方法能够将第二类Fredholm积分方程转换为更易解的形式，进而能够准确地描述岩土体参数的空间分布，这对于深入理解边坡稳定性有着重要影响。 顾鑫在其研究中，通过一个非饱和土坡实例，模拟了水位上涨的情况，验证了Chebyshev-Galerkin-KL展开法的有效性。研究结果表明，水位上涨速度和最终高度对边坡的安全程度有显著影响。这一发现凸显了水文条件对边坡稳定性的重要性，为今后相关研究和工程实践提供了科学依据。 研究中还指出，岩土体参数在竖向空间的变异性对边坡安全系数的影响有限，但其对滑体体积的影响是显著的，这在风险评估中不容忽视。为了更高效地进行边坡风险评估，顾鑫利用Python编程环境开发了一套程序，能够自动计算边坡滑体体积并识别失效模式。该程序与随机有限元计算过程解耦，有效提升了边坡风险评估的效率，使得滑坡灾害风险的预测更加及时和准确。 除此之外，顾鑫的研究还揭示了在考虑水位上升条件下，进行边坡可靠度分析时必须考虑抗剪强度参数之间的负相关性。忽视这种负相关性可能导致对边坡安全程度的低估，因此，在此类分析中，理解参数间的统计关系是必不可少的。 基于Chebyshev-Galerkin-KL展开的分析方法为土质边坡稳定可靠性分析提供了新的工具。它不仅能够更好地处理空间变异问题，而且在提高风险评估效率方面具有显著的优势。该技术在预防和减缓水位变化引起的边坡失稳风险方面具有重要的应用价值，对于工程实践具有实际意义。未来的研究可以进一步探讨该方法在更加复杂地质条件和环境因素下的边坡稳定性分析中的应用，以期为岩土工程提供更全面、更精确的稳定性评估解决方案。