基于拉丁超立方抽样的边坡可靠度分析非侵入式随机有限元法

摘要

提出了基于拉丁超立方抽样的边坡可靠度分析非侵入式随机有限元法.采用有限元滑面应力法计算边坡稳定安全系数,通过Hermite随机多项式展开拟合边坡安全系数与输入随机变量间隐式函数关系,采用拉丁超立方抽样技术产生配点计算随机多项式展开系数.研究了该方法在锦屏Ⅰ级水电站左岸边坡稳定可靠度分析中的应用.结果表明:基于拉丁超立方抽样的非侵入式随机有限元法实现了边坡可靠度分析和边坡稳定有限元分析过程不耦合,该方法计算精度高,为复杂高陡边坡可靠度问题求解提供了一条有效的途径.基于拉丁超立方抽样技术计算随机多项式展开系数,所需样本点数目约等于待定系数数目,其计算效率高于常用的概率配点方法.锦屏Ⅰ级左岸边坡断层f42-9的内摩擦角敏感性程度最大,它对边坡稳定性具有重要的影响,其次为Ⅲ2类岩体的内摩擦角,其余变量对边坡稳定性影响不明显.表征输入参数敏感性的Sobol指标为边坡加固方案的制定提供了参考依据.