基于最大熵原理的顺层边坡地震模糊可靠度分析

doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2017.01.11

重庆交通大学学报（自然科学版） ›› 2017, Vol. 36 ›› Issue (1): 58-63.DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.01.11

• 港口航道·水利水电·资源环境 • 上一篇下一篇

基于最大熵原理的顺层边坡地震模糊可靠度分析

龚文惠，钟旭晗，陈训龙，邱金伟，李逸

（华中科技大学土木工程与力学学院，湖北武汉430074）

收稿日期:2015-10-19 修回日期:2015-12-08 出版日期:2017-01-20 发布日期:2017-02-08
作者简介:第一作者：龚文惠（1966—），女，湖北英山人，教授，博士生导师，主要从事岩土力学、地基处理和边坡稳定方面的研究。E-mail: gwh87806869@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目（51278217）

Seismic Fuzzy Reliability Analysis of Bedding Slope Based on the Maximum Entropy Principle

GONG Wenhui, ZHONG Xuhan, CHEN Xunlong, QIU Jinwei, LI Yi

（School of Civil Engineering&Mechanics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, Hubei, P.R. China）

Received:2015-10-19 Revised:2015-12-08 Online:2017-01-20 Published:2017-02-08
Contact: 陈训龙（1989—），男，安徽安庆人，博士研究生，主要从事岩土工程可靠度方面的研究。E-mail：chenxl1989@hust.edu.cn。

摘要/Abstract

摘要： 考虑地震作用和边坡失稳的模糊性，运用最大熵方法对顺层岩质边坡的地震模糊可靠度进行计算；采用拟静力法，将地震荷载简化成水平方向和竖直方向的惯性力，考虑顺层岩质边坡极限状态的模糊性，建立顺层岩质边坡的模糊极限状态方程；运用最大熵原理，通过数据样本估计出最接近真实情况的概率密度分布，充分利用随机变量的高阶矩信息，推导地震作用下顺层岩质边坡的模糊失效概率的表达式；结合工程实例，通过计算，得出模糊失效概率。计算结果表明：该方法收敛速度快，计算效率高，更加符合工程实际，能广泛运用于实际工程中的模糊可靠性分析。

关键词: 岩土工程, 最大熵原理, 地震作用, 顺层岩质边坡, 模糊可靠度

Abstract: The maximum entropy method was applied to calculating the seismic fuzzy reliability of bedding slope with the seismic action and the fuzziness of slope instability considered. By pseudo-static method, the seismic load was simplified into horizontal and vertical inertial force and the fuzzy limit state equation was established with the fuzziness of the limit states considered. The maximum entropy principle was applied to estimate the probability density distribution which was closest to reality and the higher order moments of the random variable information were fully used to calculate the fuzzy failure probability of bedding rock slope under seismic load. An example was analyzed and the fuzzy failure probability was calculated. The results from a case study indicate that the method with a fast convergence and a high calculation efficiency which more complies with engineering practice can be widely used in fuzzy reliability analysis of practical engineering.

Key words: geotechnical engineering, maximum entropy principle, seismic action, bedding rock slope, fuzzy reliability

中图分类号:

TU443

龚文惠，钟旭晗，陈训龙，邱金伟，李逸. 基于最大熵原理的顺层边坡地震模糊可靠度分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2017, 36(1): 58-63.

GONG Wenhui, ZHONG Xuhan, CHEN Xunlong, QIU Jinwei, LI Yi. Seismic Fuzzy Reliability Analysis of Bedding Slope Based on the Maximum Entropy Principle[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2017, 36(1): 58-63.

参考文献

［1］贡金鑫.工程结构可靠度计算方法［M］.大连：大连理工大学出版社，2003：13-21.
GONG Jinxin. Computational Methods for Reliability of EngineeringStructures［M］. Dalian: Dalian University of Technology Press,2003：13-21.
［2］张明.结构可靠度分析——方法与程序［M］.北京：科学出版社，2009：15-22.
ZHANG Ming. Structural Reliability Analysis: Methods and Procedures［M］. Beijing: Science Press,2009：15-22.
［3］王亚军，吴昌瑜，任大春，等.岩土工程非确定理论研究与应用［M］.北京：科学出版社，2014：7-14.
WANG Yajun, WU Changyu, REN Dachun, et al. Non-deterministic Theory Research and Application of Geotechnical Engineering［M］. Beijing: Science Press,2014：7-14.
［4］舒苏洵，龚文惠.考虑参数空间变异性的边坡模糊随机可靠度分析［J］.华中科技大学学报（自然科学版），2014，42（9）：93-97
SHU Suxun, GONG Wenhui. Fuzzy random reliability analysis of slopes considering spatial variability of soil parameters［J］. Journal of Huazhong University of Science and Technology（Natural Science Edition）,2014，42（9）：93-97.
［5］龚文惠，王元汉，郑俊杰.基于模糊理论的膨胀土路基沉降的可靠度分析［J］.华中科技大学学报（自然科学版），2008，36（3）：51-53.
GONG Wenhui, WANG Yuanhan, ZHENG Junjie. Reliability analysis on settlement of expansive soil roadbed based on fuzzy theory［J］. Journal of Huazhong University of Science and Technology（Natural Science Edition），2008，36（3）：51-53.
［6］付士根.基于模糊随机可靠性的边坡稳定性评价［J］.中国安全生产科学技术，2012，8（8）：99-101.
FU Shigen. Stability assessment of opencast mines slope based on fuzzy stochastic reliability［J］. Journal of Safety Science and Technology,2012，8（8）：99-101.
［7］王广月，刘健，王有志.岩质边坡平面滑动的模糊可靠度分析［J］.岩土力学，2005，26（增刊1）：283-286.
WANG Guangyue, LIU Jian, WANG Youzhi. Analysis of fuzzy reliability for plane sliding of slope［J］. Rock and Soil Mechanics,2005，26（Sup1）：283-286.
［8］吕玺琳，钱建固，吕龙，等.边坡模糊随机可靠性分析［J］.岩土力学，2008，29（12）：3438-3441.
LV Xilin, QIAN Jiangu, LV Long, et al. Fuzzy stochastic reliability analysis of slopes［J］. Rock and Soil Mechanics,2008，29（12）：3438-3441.
［9］龚文惠.土力学［M］.武汉：华中科技大学出版社，2013：166-167.
GONG Wenhui. Soil Mechanics［M］. Wuhan: Huazhong University of Science&Technology Press,2013：166-167.
［10］吕擎峰，殷宗泽，王叔华，等.拟静力法边坡稳定分析的改进［J］.岩土力学，2005，26（增刊1）：35-38.
LV Qingfeng, YIN Zongze, WANG Shuhua, et al. Improvement of pseudo-static method for slope stability analysis［J］. Rock and Soil Mechanics,2005，26（Sup1）：35-38.
［11］李虎生，叶黔元.陡峭岩石边坡随机-模糊可靠度算法［J］.岩土工程学报，2006，28（8）：1019-1022.
LI Husheng, YE Qianyuan. Calculation of random-fuzzy reliability of steep slopes［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2006，28（8）：1019-1022.
［12］王宇，张慧，贾志刚.边坡工程可靠性分析的最大熵方法［J］.工程地质学报，2012，20（1）：52-53.
WANG Yu, ZHANG Hui, JIA Zhigang, The maximum entropy method for reliability analysis of slope engineering［J］. Journal of Engineering Geology,2012，20（1）：52-53.
［13］ SOBCZYK K, TREBICKI J. Approximate probability distributions for stochastic systems: maximum entropy method［J］. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering,1999，168（1）：91-111.
［14］ PANDEY M D. Direct estimation of quantile functions using the maximum entropy principle［J］. Structural Safety,2000，22（1）：61-79.
［15］张道兵，杨小礼，朱川曲，等.基于最大熵原理与最优化方法的隧道衬砌结构可靠度分析［J］.中南大学学报（自然科学版），2012，43（2）：664-666.
ZHANG Daobing, YANG Xiaoli, ZHU Chuanqu, et al. Structural reliability analysis of tunnel lining based on maximal entropy principle and optimization method［J］. Journal of Central South University（Science and Technology）,2012，43（2）：664-666.
［16］邱金伟，龚文惠，陈训龙，等.基于盲数理论和响应面法的边坡稳定性分析［J］.计算力学学报，2014，31（增刊1）：97-99.
QIU JInwei, GONG Wenhui, CHEN Xunlong, et al. Slope stability analysis based on blind data theory and response surface method［J］. Chinese Journal of Computational Mechanics,2014，31（Sup1）：97-99.

[1]	王宗建1,2，李畅1，肖亮2，卢谅2. 加筋黏性土加筋效果的三轴试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 99-106.
[2]	叶险峰，韩以江，祝敕捷，程雍. 基于改进变权-TOPISIS的锚固边坡失稳风险评估[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(02): 108-115.
[3]	张霄，尹占超，刘啸，段崇豪，郝彭帅. 综合物探法在运营岩溶隧道病害探查中的应用[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(10): 60-66.
[4]	何叶1,2，赵明阶1，汪魁1，吉跃辉1. 基于电阻率试验的真空饱水-干燥循环砂岩性能分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(09): 127-131.
[5]	任松1，王乐1，谢凯楠1,2，姜德义1，蒋翔1. 基于声发射计数信息熵的页岩拉压破坏临界特征试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(08): 101-107.
[6]	包小华1，章宇1，徐长节2，付艳斌1，崔宏志1，谢雄耀3. 双线盾构隧道施工沉降影响因素分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(03): 51-60.
[7]	倪文兵. 基于静力学理论的地下水浮力研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(03): 61-68.
[8]	唐红梅，王平，王林峰. 变化裂隙岩体的压缩破坏RFPA数值模拟[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(02): 103-110.
[9]	周恩全，伊思航，许想，陆建飞. 基于热力学耗散的饱和砂土循环液化特性研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(02): 111-117.
[10]	秦网根1,2,蔡正银1,关云飞1,李小梅1. 典型区域软弱土室内水泥固化三轴CD试验[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(01): 103-108.
[11]	王恒1，蒋先念1，李树建2，贾智丹1. 三峡库区危岩体劣化特征及变形破坏模式研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(12): 92-96.
[12]	张建经1 ，马东华1，曾鹏毅1，孙延军2，何梦2. 新型便携式钻孔剪切仪研发与测试分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(11): 90-97.
[13]	吴锦华1，袁智洪2，周泳峰3. 古滑坡泥灰岩模拟相似材料试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(10): 81-86.
[14]	孙元1，田维强1，林德洪1，杨晴雯2，杨峥3. 开挖边坡变形监测及稳定性分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(09): 81-87.
[15]	洪伟，徐超凡，吉锋. 水电站料场开口线外边坡开挖稳定性分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(08): 80-85.

基于最大熵原理的顺层边坡地震模糊可靠度分析

Seismic Fuzzy Reliability Analysis of Bedding Slope Based on the Maximum Entropy Principle

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics