[发明专利]基于蒙特卡洛方法的岩质边坡可靠度塑性极限分析上限法在审

专利信息
申请号: 201711276036.2 申请日: 2017-12-06
公开(公告)号: CN107992687A 公开(公告)日: 2018-05-04
发明(设计)人: 张小艳;张立翔;李泽 申请(专利权)人: 昆明理工大学
主分类号: G06F17/50 分类号: G06F17/50
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 650093 云*** 国省代码: 云南;53
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摘要:
搜索关键词: 基于 蒙特卡洛 方法 岩质边坡 可靠 塑性 极限 分析 上限
【权利要求书】:

1.基于蒙特卡洛方法的岩质边坡可靠度塑性极限分析上限法,其特征在于:

Step1、根据节理岩质边坡的实际情况,拟定进行可靠度分析的节理岩质边坡的基本信息;

Step2、采用刚性块体单元离散节理岩质边坡;

Step3、生成结构面抗剪参数的蒙特卡洛随机数;

Step4、建立求解节理岩质边坡可靠度的上限法数学模型;

Step5、节理岩质边坡可靠度上限法数学模型的数值求解以及可靠度计算。

2.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛方法的岩质边坡可靠度塑性极限分析上限法,其特征在于:所述步骤Step1中,拟定进行可靠度分析的节理岩质边坡的基本信息包括:节理岩质边坡的几何参数、完整岩体的物理力学参数、结构面的参数、岩质边坡外荷载信息。

3.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛方法的岩质边坡可靠度塑性极限分析上限法,其特征在于:所述步骤Step2中,采用刚性块体单元来模拟岩质边坡中岩块和结构面的力学特性,采用刚性块体单元离散节理岩质边坡以后,节理岩质边坡变为块体单元+结构面的几何系统,任意一个块体单元形心处作用有分别沿x方向和y方向的速度分量,速度分量作为决策变量。

4.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛方法的岩质边坡可靠度塑性极限分析上限法,其特征在于:所述步骤Step3中,结构面的凝聚力、内摩擦角是相互独立的随机量,并符合正态分布,其他的岩体材料参数设为定值;采用蒙特卡洛方法生成凝聚力、内摩擦角的随机数;

采用蒙特卡洛方法生成凝聚力、内摩擦角的随机数的具体步骤为:

1)、分别确定结构面k的凝聚力的随机量和摩擦角的随机量的均值μc和以及标准差σc和同时确定凝聚力的变异系数δc和摩擦角的变异系数

2)、使用蒙特卡洛方法生成结构面k的凝聚力的随机量和摩擦角的随机量的蒙特卡洛随机数,凝聚力和内摩擦角蒙特卡洛随机数生成如下:

上式中:t=(1,…,N),N是生成的随机数的数量,是第k条结构面凝聚力的随机量,是第k条结构面凝聚力的第t个随机数,是第k条结构面摩擦角的随机量,是第k条结构面摩擦角的第t个随机数,μc是结构面凝聚力的均值,是结构面摩擦角的均值,σc是结构面凝聚力的标准差,是结构面摩擦角的标准差,是凝聚力的变异系数,是摩擦角的变异系数。

5.根据权利要求1所述的基于蒙特卡洛方法的岩质边坡可靠度塑性极限分析上限法,其特征在于:所述步骤Step4中,根据塑性力学上限法理论和数学规划理论,建立求解节理岩质边坡可靠度的塑性极限分析上限法数学模型,包括如下步骤:

Step4.1、建立节理岩质边坡上限法的约束条件;

Step4.2、建立上限法的目标函数;

Step4.3、建立节理岩质边坡可靠度分析的极限状态函数;

Step4.4、建立节理岩质边坡可靠度分析的上限法数学模型。

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