考虑渗透系数变异性的堤防渗透破坏概率分析方法

发布时间：2024-03-31 13:56

　　堤防对中国人民生命财产安全有着重要的保护作用,目前针对堤防渗流破坏概率分析的研究有较多局限性,存在渗流破坏极限状态方程单一,无法考虑随机因素影响等不足。通过在有限元方法中将渗透系数视为随机变量的手段实现随机渗流分析,针对堤防渗流破坏可能发生的位置及其形式根据土体的受力情况构造渗流破坏极限状态方程,建立了堤防随机渗流计算有限元模型,对比分析了变异系数对堤防渗流场的影响,结合改进的验算点法(JC法)理论进行可靠度分析,结果表明变异系数变大会使得水力梯度标准差增大及局部破坏概率增大。

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图1随机有限元方法流程图

渗透系数的不确定性对堤防渗流场内各区域水力梯度有一定的影响,为此采取将渗透系数视为随机变量的方法,与有限元方法相结合,分析渗透系数不同变异性下的堤防渗流场情况。利用有限元软件Abaqus进行建模并划分网格,针对划分好的单元网格,基于Python语言编写渗透系数随机赋值的脚本,通过....

图2堤防模型网格单元

选取某一典型堤防断面,模型参考Lam坝体有限元渗流分析[13],模型如图2所示,以堤基为基准面,堤身高度为12m,堤顶长度为4m,两侧坡比均为1∶2,上游水位设置为10m,下游水位为2m,渗透系数均值设置为1×10-7cm/s,标准差为2×10-8,据上述内容建立有限元....

图3均值等值线图

将上述有限元模型渗透系数均值设定为1×10-7cm/s,变异系数分别设置为0.2、0.4、0.6来进行计算。取1000次计算进行结果统计并使用Tecplot绘制云图。绘制了不同变异系数条件下的水头均值图[图3(a)]和标准差图(图4)以及水力梯度均值图[图3(b)]和标准差图....

图4不同变异系数的水头标准差图

变异系数的改变对渗流场的均值无明显影响,在变异性较小的情况下,非均质土体渗流场与均质土体渗流场较为接近。图5不同变异系数条件下的水力梯度标准差云图

本文编号：3944030