边坡凸集模型非概率可靠度求解方法

针对边坡工程稳定性分析中,因获取的参数原始样本信息的有限性,以及基于概率可靠性的常规可靠度计算方法的局限性,引入了边坡凸集模型非概率综合指标,形成了样本信息模糊特征条件下的边坡非概率可靠度求解方法.首先,根据有限的样本信息为参数划定一大致区间,在此区间构建边坡超椭球凸集模型.然后运用拉丁超立方抽样进行区间内采样,由于边坡工程的极限状态方程一般呈高度非线性隐式特征,采用Kriging代理模型来拟合其功能函数.最后,根据非概率可靠度和概率可靠度的相容性,引入非概率指标η,综合评估边坡的稳定性.当η>1时,评估标准为在标准的向量空间内坐标原点到极限状态曲面的最短距离;当0<η<1时,采用概率可靠度作为评估指标,此时运用蒙特卡洛法依托MATLAB程序语言即可求得边坡的可靠度指标.算例表明:该方法切实可行,计算高效,结果精确.为概率可靠性方法做了有益的拓展和补充,也为求解边坡可靠度提供了新的可能性.最后,在某实际边坡工程样本信息不完备的情况下运用此方法,结果显示该边坡的失效风险很低,与简化Bishop法分析结论一致,并符合《公路工程结构可靠性设计统一标准》(JTG 2120—2020)中高速公路路基目标可靠度指标标准.