边坡地震时程动力可靠性研究及其锚杆长度反演设计

摘要

我国是一个地震多发的国家，由地震引发的滑坡事故造成了人民生命财产的巨大损失。由于地震荷载的随机性和边坡体材料参数的不确定性，边坡体稳定可靠性在地震作用的全过程是动态变化的，因此，提出边坡体时程动力可靠性概念并研究了基于时程动力可靠性的边坡工程反演设计方法。本文主要研究内容和研究成果如下：
　　1、同时考虑岩土体材料参数与地震荷载的随机性，分析边坡体在地震作用全过程下的可靠性变化规律，提出了动力时程可靠性概念。
　　2、根据材料参数变异性采用正交试验设计方法对边坡体进行动力有限元计算，分析边坡体的峰值速度场分布规律及的动力响应变化特征。
　　3、应用神经网络建立了边坡体随机参数的随机动力响应模型。以动力有限元和神经网络为基础，建立了有限元-神经网络-蒙特卡罗法（FEM-ANN-MCS）、有限元-神经网络-响应面法（FEM-ANN-RSM）、有限元-神经网络-最大熵密度法（FEM-ANN-MEA），有限元-神经网络-最佳平方逼近法（FEM-ANN-LSA）的四种时程动力可靠性的计算方法。通过某一土质边坡工程算例，分析了四种时程动力可靠性计算方法的优缺点和适用条件。
　　4、建立了基于FEM-ANN-RSM时程动力可靠性的边坡工程锚杆长度反演设计方法，和以枚举法为思想的基于FEM-ANN-MCS时程动力可靠性的边坡工程锚杆反演设计方法。以某一锚杆支护边坡工程为算例，应用这两种方法进行了锚杆长度反演设计和分析。
　　研究结果表明时程动力可靠性能较好的描述地震作用全过程边坡体可靠性变化情况，建立的FEM-ANN-MCS、FEM-ANN-RSM，FEM-ANN-MEA的边坡时程动力可靠性计算方法，计算精度较高，均可用来进行边坡体地震动力稳定性分析。其中，采用FEM-ANN-MCS法进行边坡支护锚杆长度反演设计更为适用。

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第一章 绪 论

1.1问题的提出

1.2 边坡工程动力可靠性研究现状

1.3 边坡工程可靠性反演设计研究现状

1.4 本文研究内容

1.5 研究技术路线

第二章 边坡地震时程动力可靠性理论基础

2.1 地震随机过程描述

2.2 岩土材料参数随机不确定性描述

2.3 岩土工程可靠度计算方法

2.4 结构动力可靠度计算方法

第三章 边坡地震时程动力可靠性计算方法研究

3.1绪 论

3.2结构动力有限元分析

3.3基于神经网络计算的边坡地震动力响应建模

3.4边坡地震时程动力可靠性四种计算方法建立与实现

3.5边坡地震时程动力可靠性四种计算方法分析与比较

3.6本章小结

第四章 基于时程动力可靠性的边坡支护锚杆长度反演设计

4.1 绪 论

4.2 可靠性反问题求解方法研究

4.3 基于时程动力可靠性的边坡支护锚杆长度反演设计方

4.4 基于时程动力可靠性的边坡锚杆长度反演设计算例

4.5 本章小结

第五章 结论与研究展望

参考文献

致谢

附录:硕士研究生期间发表的学术论文及参加的科研项目