基于LHSMC法的土石坝坝坡失稳风险分析.pdfVIP

第３１卷　增刊１ 隧道建设 Ｖｏｌ．３１　Ｓｕｐ．１ 　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 　 ２０１１年８月 ＴｕｎｎｅｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ａｕｇ．　２０１１ 基于ＬＨＳＭＣ法的土石坝坝坡失稳风险分析 李传奇，王帅，王薇 （山东大学土建与水利学院，济南　２５００６１） 摘要：利用拉丁超立方抽样 蒙特卡罗（（ＬａｔｉｎｈｙｐｅｒｃｕｂｅｓａｍｐｌｉｎｇＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ，ＬＨＳＭＣ）方法评估了土石坝坝坡失稳风险。ＭＣ是 目前坝坡失稳风险分析中一种相对精确的方法，使用广泛。但是该法计算量大，收敛速度慢，尤其是对小失效概率问题。建议采用 ＬＨＳ代替ＭＣ的随机抽样。在极限平衡法的基础上，应用ＬＨＳ抽样结合 ＭＣ模拟，考虑坝坡土体参数的不确定性和水位的随机性 进行坝坡失稳风险分析。以坝坡失稳风险问题为例说明了ＬＨＳＭＣ的有效性。结果表明：ＬＨＳＭＣ可有效地提高运算效率，运算次 数较传统的ＭＣ法减少２５％左右。具体的计算减少量取决于应用ＬＨＳ的细节及坝坡滑移面的形状。 关键词：坝坡失稳；风险分析；蒙特卡罗法；拉丁超立方抽样 中图分类号：ＴＵ４３　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１６７２－７４１Ｘ（２０１１）增刊１－０１１１－０５ ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＳｌｏｐｅＩｎｓｔａｂｉｌｉｔｙＴｉｓｋｏｆＥａｒｔｈＤａｍｓｂｙＭｅａｎｓｏｆＬＨＳＭＣＭｅｔｈｏｄ ＬＩＣｈｕａｎｑｉ，ＷＡＮＧＳｈｕａｉ，ＷＡＮＧＷｅｉ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５００６１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＲｉｓｋａｎａｌｙｓｉｓｏｎｓｌｏｐｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｅａｒｔｈｄａｍｓｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆＬＨＳＭＣｍｅｔｈｏｄ．ＴｈｅＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ （ＭＣ）ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｍｏｓｔｅｘａｃｔａｎｄｆａｖｏｒａｂｌｅｍｅｔｈｏｄｉｎｒｉｓｋａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｉｓｈｕｇｅａｎｄｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｖｅｌｏｃｉｔｙｉｓｌｏｗ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｏｆｓｍａｌｌｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｅｖｅｎｔｓ．ＬａｔｉｎＭｙｐｅｒｃｕｂｅＳａｍｐｌｉｎｇ（ＬＨＳ） ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｏｆｔｈｅｓｏｉｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｒａｎｄｏｍｉｃｉｔｙｏｆｗａｔｅｒｌｅｖｅｒ，ｔｈｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｒｉｃｋｏｆｔｈｅ ｓｌｏｐｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆＬＨＳｍｅｔｈｏｄａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈＭＣｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｂａｓｉｓｏｆｌｉｍｉｔｂａｌａｎｃｅｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆＬＨＳＭＣｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｒｉｓｋｏｆｓｌｏｐｅａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｄｕｅｔｏＬＨＳ－ＭＣｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｉｓｔｈｒｅｅ－ｑｕａｒｔｅｒｔｏｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｍｅｔｈｏｄ．ＴｈｅａｃｔｕａｌｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｔａｉｌｏｆＬＨＳａｎｄｓｈａｐｅｏｆｓｌｏｐ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌｏｐｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｒｉｓｋａｎａｌｙｓｉｓ；ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｍｅｔｈｏｄ；ＬａｔｉｎＨｙｐｅｒｃｕｂｅＳａｍｐｌｉｎｇ 应面法、蒙特卡罗法以及其他一些衍生方法［１－５］。ＭＣ ０　引言 法是目前坝坡失稳风险分析中一种相对精确的方法， 土石坝坝坡稳定分析属于不确定性问题。传统的 应用广泛