[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

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μ_c和以及标准差σ_c和同时确定凝聚力的变异系数δ_c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，μ_c是结构面凝聚力的均值，是结构面摩擦角的均值，σ_c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。