边坡系统可靠性的能量演化表征及其计算

白鹭

【摘要】将边坡岩土体看成一个系统，基于能量原理、耗散结构理论，阐述了边坡失稳破坏过程中的能量演化机理。并应用虚功原理，推导出了能量法的边坡系统可靠性分析的能量状态方程的准则，采用响应面方法并引入改进一次二阶矩法，在验算点处分析能量函数的可靠度统计参数。最后利用此能量法分析了一边坡工程实例的可靠性，为工程应用提供参考。

【关键词】边坡工程；能量法；可靠性；改进一次二阶矩法；能量状态函数

引 言

边坡工程相对于一般的结构工程，具有其独特性。由于岩土的形成方式和组成材料的多样性，岩土成为一种很不均匀的材料，表征岩土的性质的各种物理力学参数也具有较大的随机性和离散性。另外，对于由岩土组成的边坡系统，由于岩土性质的复杂性和变异性，导致岩土体的范围界线也变得不那么精确。因此，将边坡看成一个整体，从系统和能量的角度来研究边坡的可靠性问题。而在岩土工程系统和能量角度的研究中，国内外已有不少的进展。

本文将从系统和能量的角度，基于协同学和耗散结构理论研究岩土体失稳过程中的能量演化机理，并用能量法建立边坡可靠性分析的能量状态方程，通过改进的一次二阶矩法分析边坡的可靠性。

1.能量法分析边坡可靠性问题的基本原理

鉴于边坡岩土体的复杂性，我们将其视作一个完整的系统结构来考虑，用能量来表征系统所处的状态，以能量的变化来反映边坡系统的发展过程。……