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Fuzzy stochastic generalized reliability studies on embankment systems based on first-order appr

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Ｗａｔｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ＥｎｇｉｎｅｅＨｎ＆Ｄｅｃ．２００８，Ｖｏ１．１，Ｎｏ．４，３６－４６　ＩＳＳＮ　１６７４－２３７０。ｈａｐ：／／ｋｋｂ．ｈｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．ｅ－ｍａｉｌ：ｗｓｅ＠ｈｈｕ．ｅｄｕ．ｅｎ　

Ｆｕｚｚｙ　ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ　ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ　

ｓｙｓｔｅｍｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｆｉｒｓｔ－ｏｒｄｅｒ　ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ　ｔｈｅｏｒｅｍ　

Ｗａｎｇ　Ｖａｊｕｎ＊　一，Ｚｈａｎｇ　Ｗｏｈｕａ　一，Ｊｉｎ　Ｗｅｉｌｉａｎｇ　，Ｗｕ　Ｃｈａｎｇｙｕ　，Ｒｅｎ　Ｄａｃｈｕｎ。　

．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆＳｏｆｔ　Ｓｏｉｌｓ　ａｎｄ　Ｇｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２７，Ｐ　Ｒ．Ｃｈｉｎａ　２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＣｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３１００２７，Ｐ　Ｒ．Ｃｈｉｎａ　３．Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　Ｓｃｉｅｎｔ　ｃ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｈａｎ，４３００１０，Ｐ　Ｒ．Ｃｈｉｎａ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ａｄｄｒｅｓｓ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｉｎｔｅｒｆａｃｉｎｇ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｆｕｚｚｉｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｆｏｒ　ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｉｅｃｔｓ，ａｎｄ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｉｅｃｔｓ　ｍｏｒｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙ　ａｎｄ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ．ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ｆｕｚｚｙ　ｌｏｇｉｃ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ（ＳＦＥＭ）ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈａｒｍｏｎｉｏｕｓ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ（ＨＦＥ）　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｆｉｒｓｔ—ｏｒｄｅｒ　ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ　ｔｈｅｏｒｅｍ．Ｆｕｚｚｙ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌｓ　ｏｆ　ｓａｆｅｔｙ　ｒｅｐｅｒｔｏｒｉｅｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ＳＦＥＭ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｄｅｓｃｒｉｂｅ　ｔｈｅ　ｆｕｚｚｙ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒａｎｄｏｍ　ｓａｆｅｔｙ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｆｕｚｚｙ　ｍｏｄｅｌｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｗｉｍ　ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　ｈａｌｆ　ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ　ｇａｍｍａ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｈａｌｆ　ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ　ｎｏｒｍａ１　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．ａｎｄ　ｈａｌｆ　ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ　ｅｃｈｅｌｏｎ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｆｕｚｚｙ　ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｌｏｃａｌ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｎｅａｒ　Ｊｉｎｇｎａｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　ｉｎ　ｔｅｒｍｓ　ｏｆ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｒａｎｄｏｍ　ｆｉｅｌｄ　ａｆｆｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｒｅｅ　ｆｕｚｚｙ　ｆａｃｔｏｒｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｉｄｄｌｅ　ｒｅｇｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐａ１　ｚｏｎｅ　ｏｆ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｄｕｅ　ｔＯ　ｌｏｃａｌ　ｆｒａｃｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｓｏｍｅ　ｌｏｃａｌ　ｓｈｅａｒ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ　ｃｒｕｓｔ．Ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｓｏｌｖｉｎｇ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｍｕｌｔｉ—ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｓａｆｅｔｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｉｒｓｔ—ｏｒｄｅｒ　ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ；ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ；ｆｕｚｚｙ　ｍａｔｈ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ　ａｎｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　

ＤＯｈ　ｔＯ．３８８２／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４—２３７０．２００８．０４．００４　

１　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　

Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｇｅｏ—ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｕｎｄｅｒｇｏｎｅ　ａ　ｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ　ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｆｒｏｍ　

ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｆａｃｔｏｒ　Ｋ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｐｈａｓｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　Ｊｃ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｈａｓｅ，ｈａｓ　ｎｏｗ　ｅｎｔｅｒｅｄ　ａ　ｈｙｂｒｉｄ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｅｒｉｏｄ（Ｙａｎｇ　ａｎｄ　Ｚｈａｏ　１　９９９；Ｌｔｉ　ａｎｄ　Ｆｅｎｇ　１　９９７）ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ　ｔｈｅｏｒｅｍｓ　ａｎｄ　ｆｕｚｚｙ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎｔｏ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　

ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｓｃｈｏｌａｒｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　Ｃｈｅｎ　ａｎｄ　Ｌｉｕ（１　９９３）ａｎｄ　Ｗａｎｇ　ａｎｄ　Ｃｈｅｎ（１　９９６）ｏｆｆｅｒ　ｓｏｍｅ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ａｒｅａ．Ｔｈｏｕｇｈ　ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ａｎ　ｅｓｓｅｎｔｉａｌ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　

ｆｕｚｚｉｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｈｅｎｏｍｅｎａ，ｔｈｅ　ｆｕｚｚｉｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ　ｂｏｔｈ　

ｂｅｌｏｎｇ　ｔｏ　ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ａｎｄ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｅ　ｅａｃｈ　ｏｔｈｅｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｔｈｅｏｒｙ，ｒａｎｄｏｍ　ｐｈｅｎｏｍｅｎａ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｍｉｇｈｔ　ｂｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ　ｏｒ　ｆｕｚｚｙ．　

Ｔｈｕｓ，ｆｕｚｚｙ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ　ｉｓ　ｆｏｒｍｅｄ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅｓｅ　ｆａｃｔｓ，ｇｅｏ—ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｓｕｂｊｅｃｔｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　

Ｔｈｉｓ　ｗｏｒｋ　ｗａｓ　ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ（Ｇｒａｎｔ　Ｎｏ．５０３７９０４６）ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｄｏｃｔｏｒａｌ　Ｆｕｎｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ（Ｇｒａｎｔ　Ｎｏ．Ａ５０２２　１）．　Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ（ｅ—ｍａｉｌ：ａｅｇｉｓ６８００４＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ）　Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ａｕｇ．４，２００８；ａｃｃｅｐｔｅｄ　Ｎｏｖ．１　

８，２００８　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ　ｗｉｔｈ　ｆｕｚｚｙ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　

ｔｈｅｏｒｅｍ．　

Ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｉｄｅｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｈｏｌｄｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔ　

ｆａｃｔｏｒ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｉｓ　ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｓｈｏｗｎ　ｔｈａｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ　ｂｙ　ｆｕｚｚｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｉｎ　

ｔｈｅ　１　９８０ｓ，ｔｈｅｒｅ　ｗａｓ　ｓｏｍｅ　ｄｅｂａｔｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｃａｄｅｍｉｃ　ｄｏｍａｉｎ　ｏｖｅｒ　ｗｈｅｔｈｅｒ　ｆｕｚｚｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎｔｏ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｓｔｕｄｉｅｓ，ａｎｄ　ｓｏｍｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｗｈｅｔｈｅｒ　

ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｃｏｕｌｄ　ｓｔａｎｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｌｌ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｗｈｅｔｈｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｆｕｚｚｙ　ｔｈｅｏｒｅｍ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ　ｉｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｆｔｅｒ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｄｉｓｐｕｔｅｓ，　

ｉｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ　ａｃａｄｅｍｉｃａｌｌｙ　ｔｈａｔ　ｆｕｚｚｉｎｅｓｓ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｏｆ　ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ　ｉｓ　ａｎｏｔｈｅｒ　

ｆａｃｔｏｒ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｃａｎ　ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅ　ａｎ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｈｅｌｐ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｕｚｚｙ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ　ｔｈｅｏｒｅｍ，ｉｔ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ａ　

ｔｅｎｄｅｎｃｙ　ｔｏ　ｉｎｃｌｕｄｅ　ｆｕｚｚｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｉｎ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｒｅｓｅａｒｃｈ．　

Ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｉｓ　ｐｒｅｄｏｍｉｎａｔｅｄ　ｂｙ　ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ　ｌｏａｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　

ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ　ｓａｆｅｔｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｄｕａ１　ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ．Ｏｎｅ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｆｕｚｚｉｎｅｓｓ　ｏｆ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｌｏａｄｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｂｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　ｏｆ　

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边坡稳定性分析方法的研究现状与展望

边坡稳定性分析方法的研究现状与展望

２００７年第４期　西部探矿工程　５　

边坡稳定性分析方法的研究现状与展望　

靳付成　

（河海大学土木工程学院，江苏南京２１００９８）　

摘要：综述了目前边坡稳定性分析的常用方法，将边坡稳定性分析方法分为定性分析方法和定量分　

析方法，并对各种方法的基本原理、特点、优缺点及其适用范围进行了阐述。指出了边坡稳定性分析　

在安全系数定义、滑裂面的确定和载荷处理三方面存在的主要问题，针对边坡稳定性问题自身的特点　

及其研究现状提出了今后边坡稳定问题研究的发展趋势。　

关键词：边坡稳定性；定性分析；定量分析；安全系数；滑裂面；发展趋势　

中图分类号：ＴＵ４１３．６＋２文献标识码：Ｂ文章编号：ｌＯ０４—５７ｌ６（２００７）Ｏ４一Ｏ０Ｏ５一Ｏ５　

边坡工程的稳定性分析历来是工程界和学术界极　

为关注的研究课题，而边坡稳定性分析和评价一直是边　

坡工程的核心问题。它涉及到水利水电工程、铁道工　

程、公路工程、矿山工程等诸多工程领域，能否正确评价　

其稳定性常常是此类工程成败的关键，也是确保工程安　全和降低建设费用的重要环节。边坡稳定性分析方法　

很多，大致可以分为两大类：定性分析方法和定量分析　

方法，其中定量分析方法又分为确定性分析方法和不确　

定性分析方法。简要分析了目前常用的边坡稳定性分　

析方法的基本原理、特点、优缺点及其适用范围，指出了　

边坡稳定性分析在安全系数定义，滑裂面的确定和载荷　

处理三方面存在的主要问题，探讨了边坡稳定分析的发　

展趋势，为进一步研究边坡稳定性问题理清了思路。　

１定性分析方法　

定性分析方法¨１］主要是通过工程地质勘察，对影响　

边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的　

力学机制等的分析，对已变形地质体的成因及其演化史　

进行分析，从而给出被评价边坡一个稳定性状况及其可　

能发展趋势的定性的说明和解释。其优点是能综合考　

虑影响边坡稳定性的多种因素，快速地对边坡的稳定状　

况及其发展趋势作出评价。定性分析方法主要包括：自　

斜拉桥-独塔单索面非对称斜拉桥研究资料

斜拉桥-独塔单索面非对称斜拉桥研究资料

1 绪论

1.1 课题研究背景

斜拉桥是一种由塔、梁、索 3 种基本构件组成的高次超静定组合桥梁结构 体系[1] 。斜拉桥的桥面体系是以主梁受压或受弯为主， 而其支承体系是以拉索受 拉和索塔受压为主。斜拉索由桥塔上部引出并多点弹性支承于桥跨，这样的结 构形式使斜拉桥的主梁受力类似于连续梁，从而大大降低了主梁截面弯矩，有 效地提高了主梁的跨越能力。从斜拉桥的结构形式和主梁、索塔、斜拉索三大 构件的受力特征看，斜拉桥具有形式多样、造型美观，主梁高度不高、优良的 跨越能力等特点；斜拉桥的设计结构特点包括计算机结构分析和计算、高次超 静定结构、应用有限单元法；与其它桥型相比，斜拉桥的特性包括：斜拉桥是 跨径 250m~600m 的最合适桥型，而斜拉跨径 600m~1000m 时，斜拉桥是仅次于

悬索桥的合适桥型 [2] 。

由于斜拉桥的种种优点，斜拉桥已广泛应用于现代城市桥梁和大跨度桥梁 的建设当中。然而，在斜拉桥的运营过程中，由于频繁承载甚至承受超载，加 上长期的自然侵袭以及人为事故造成的损坏，斜拉桥会产生各种病害。随着服 役年限的增长，桥梁发生病害的部位会越来越多，损坏程度也会越来越严重 另一方面，在结构上来说，斜拉桥属于柔性结构，在风力、地震力其他自然及 人为的动力影响时容易发生振动，这些振动对于斜拉桥的受力来说是不利的。

斜拉索是斜拉桥的核心组成部分，现用的斜拉索绝大多数为钢制斜拉索， 但钢斜拉索存在很多问题，如振颤、防腐、锚固点的应力疲劳等。其中斜拉索 及其锚具的防腐问题尤为显著，由于斜拉索锈蚀而导致斜拉桥被迫换索已经占 到了相当高的比例 [4] 。

对于已建斜拉桥，在其营运过程中某些构件损坏尤其是斜拉索损伤会导致 桥梁极限承载能力的降低甚至导致突然坠毁事故，这些问题给人们生活和社会 稳定带来极大的安全隐患。因此，对既有营运斜拉桥病害检测及加固研究工作 显得尤为必要。

1.2 国内外研究现状

基于Autobank的某土石坝渗流稳定分析

基于Autobank的某土石坝渗流稳定分析

基于Autobank的某土石坝渗流稳定分析

牛文龙;卢长海;徐鹏飞;秦景

【期刊名称】《工程技术研究》

【年(卷),期】2022(7)10

【摘 要】土石坝在我国普遍存在,渗透问题一直影响土石坝的正常运行,因此对土石坝进行渗透稳定分析及防渗处理研究具有重要意义。文章以某土石坝为例,基于Autobank 7.7软件就土石坝的渗流量、渗透坡降、浸润线进行计算,判定土石坝的渗透性是否满足规范要求,并进行防渗处理的分析研究。结果表明,大坝的渗流量较大,渗透坡降明显高于土石坝容许坡降,浸润线明显偏高,渗透稳定不满足规范要求。经防渗处理后,渗透量与渗透坡降均有显著下降,浸润线明显降低,显示渗透处理效果显著,符合规范要求。研究成果可为类似工程提供一定参考。

【总页数】3页(P18-20)

【作 者】牛文龙;卢长海;徐鹏飞;秦景

【作者单位】北京中水科工程集团有限总公司;北京京水建设集团有限公司;中国水利水电科学研究院

【正文语种】中 文

【中图分类】TV223.4

【相关文献】

1.实例分析 Autobank在小型水库土石坝渗流稳定计算中的运用2.基于AutoBank的土石坝渗流安全分析研究3.基于AUTOBANK软件的风化料坝渗流及坝坡稳定分析4.基于Autobank与Geo-studio对土石坝稳定计算的对比分析5.基于Autobank的某黏土心墙坝渗流稳定分析

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基于FIR算法的公路动态称重系统研究

基于FIR算法的公路动态称重系统研究

科技情报开发与经济　ＳＣＩ－ＴＥＣＨ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ　２００７年第１７卷第１７期　文章编号：１００５—６０３３（２００７）１７—０１７７—０２　收稿日期：２００７—０４—１０　基于ＦＩＲ算法的公路动态称重系统研究　

苏良昱，武斌，李丽宏　

（太原理工大学信息工程学院，山西太原，０３００２４）　

摘要：阐述了ＦＩＲ算法的基本原理，探讨了加窗函数对结果的影响，给出了实现ＦＩＲ　算法的结构和程序，并对其做了详细说明。实验结果表明，公路动态称重系统所能达到　的检测车辆通过速度和动态轮载辨识精度达到了国际ＡｓＴＭ　Ｅ１３１８—９４标准Ⅲ类　ＷＩＭ系统的规范要求。　关键词：兀Ｒ；动态称重；ＤＳＰ　中图分类号：ＴＮ７１３　文献标识码：Ａ　随着经济的发展和科技的进步，现代交通运输业飞速发展。但号称　公路隐形杀手的营运车辆超载现象却屡禁不止，其危害是多方面的。在　治理超限超载的同时，公路计重收费也逐步被社会接受。鉴于以上情况，　设计高精度的动态汽车衡，必将为公路运营部门治理超限超载和实施计　重收费提供有效的技术手段。目前动态称重系统虽然结构形式多样，但　就其称重原理而言都是通过承载板利用传感单元检测到重力信号，而后　对该信号作简单的滤波处理得到轴载［Ｉ】。因此，目前各种形式的动态称　重系统严格地讲，只能算是准动态称重，这是因为现有的称重系统仅对　称重信号作简单的数学滤波处理，而缺乏更深一层次的信号处理技术。　本文采用三阶ＦＩＲ滤波器，并给出了ＤＳＰ的实现方法。　１加权技术与窗函数　动态电子汽车衡的称重传感器输出的信号ｘ（ｎ）主要由汽车质量真　实信号　。（ｎ）和噪声信号Ｘ２（ｎ）组成，即：　（ｎ）　Ｉ（ｎ）　２（ｎ）　（１）　动态电子衡器的测量信号　（ｎ）为有限长序列，由傅里叶变换理论可　知，若信号的持续时间为有限长，则其傅里叶变换为无限宽。为了进行信　号的频域处理，就必须进行时域截断。将信号进行时域截断就一定会产　生频域能量泄漏，即频谱泄漏。因为无法取用无限个数据，所以在进行离　散傅里叶变换时，时域中的截断是必须的，因此泄漏效应是离散傅里叶　变换所固有的，必须设法进行抑制。　要抑制泄漏可以通过窗函数加权抑制ＤＦＴ的等效滤波器的振幅特　性的副瓣。现对ＤＦＴ的等效滤波器的单位样值响应进行加权，即：　（ｎ）＝ｌ￡＇（ｎ）　（２）　式（２）中　（ｎ）为一窗函数，用不同的窗函数对单位样值响应进行加　权可以得到等效滤波器不同的振幅频率特性。同时，用窗函数进行加权，　在频域中可滤去窗函数频谱以外的频率成分。由于信号　。（ｎ）的频率较　低，因此它的频潜必将分布于频率轴靠近零点的地方，而信号Ｘ２（ｎ）的频　谱将布满整个频率轴。所以，在对系统加窗处理后，在频率轴上将保留信　号　。（ｎ）频谱的全部成分，且将信号Ｘ２（ｎ）的频谱基本上滤除掉。当再在　频域中取样且返回时域时，信号　（ｎ）中的成分中基本上已经不存在信号　：（ｎ），而只剩下信号　。（ｎ）。由此可知，对系统进行加窗处理的目的就是　滤除噪声信号ｘ２（ｎ）。即窗函数的函数表达式就是数字滤波程序的数学　模型，也即是此数字信号处理系统的数学模型。　通过对几种窗函数及其频谱的比较和分析发现，布拉克曼窗的主瓣　窄高且旁瓣极低，它的频谱最接近于理想单位采样函数的频谱。用于滤　除噪声信号Ｘ２（ｎ）时，效果最为理想，且用布拉克曼窗在时域进行截断　时，信号　。（ｎ）产生的能量泄漏必定是最少的。因此，决定采用布拉克曼　应滤波器（ＦＩＲ），ＩＩＲ型滤波器是一种反馈型滤波器，而ＦＩＲ型滤波器是　一种非反馈型的滤波器。ＦＩＲ滤波器具有以下优点：第一，不仅能够保证　幅度特性的随意设计，而且还能保证精确、严格的线性相位；第二，ＦＩＲ滤　波器是一个单位脉冲冲击响应ｈ（ｎ），它是有限长度的序列，所以ＦＩＲ滤　波器没有不稳定问题；第三，由于ＦＩＲ滤波器一般为非递归结构，因此在　有限精度运算下，不会出现递归结构中的极限振荡等不稳定现象，误差　较小。　直接型ＦＩＲ滤波器的结构框图见图１。通过图１可以看出，ＦＩＲ滤波　器实际上是一种乘法的累加运算，对不同时刻的输入乘以加权系数，然　后各项相加，不断移位输出，这样就得到了滤波器的输出结果　。