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有限数据条件下边坡可靠度分析的Bootstrap方法
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:《岩土力学》
  • 时间:0
  • 分类:TU457[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072, [2]武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室,湖北武汉430072
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.51225903,No.51329901,No.51509188):湖北省自然科学基金项目(No.2014CFA001,No.2015CFB509).
中文摘要:

基于Bootstrap抽样技术提出了有限数据条件下边坡可靠度分析方法。简要介绍了传统的边坡可靠度分析方法。采用Bootstrap方法模拟了抗剪强度参数概率分布函数的统计不确定性。以无限边坡为例研究了抗剪强度分布参数和分布类型不确定性对边坡可靠度的影响规律。结果表明:基于有限数据估计的样本均值、样本标准差和AIC值具有较大的变异性,这种变异性进一步导致了抗剪强度参数概率分布函数存在明显的统计不确定性。在考虑抗剪强度参数概率分布函数的统计不确定性时,边坡可靠度指标应为具有一定置信度水平的置信区间,而不是传统可靠度分析中的固定值。边坡可靠度指标的置信区间变化范围随安全系数的增加而增大,同时考虑分布参数和分布类型不确定性计算的可靠度指标具有更大的变异性和更宽的置信区间变化范围。Bootstrap方法为有限数据条件下抗剪强度参数概率分布函数统计不确定性的模拟以及边坡可靠度的评估提供了一条有效的途径。

英文摘要:

A slope reliability analysis method based on limited shear-strength parameter data is proposed by adopting the Bootstrap sampling method. The traditional method of slope reliability analysis is first introduced briefly, and then the Bootstrap method is adopted to model the statistical uncertainty in probability distributions of shear strength parameters. An example of the infinite slope is given, the influence of the distribution parameters of shear strength and the uncertainty of distribution type on the reliability of the slope is studied. The results indicate that the sample mean, sample standard deviation and AIC values derived from the limited data of shear strength parameters show a large variability. This variability further aggravates the statistical uncertainty in the probability distributions of shear strength parameters. By considering the statistical uncertainty in the probability distributions of shear strength parameters, the reliability index of a slope is presented as a confidence interval instead of a single, fixed index derived from a classical reliability analysis. The range of this confidence interval increases with increasing slope safety factor. Meanwhile, when both the uncertainties in distribution parameters and distribution types of shear strength parameters are taken into account, the reliability index has a higher variability and thus a wider range of confidence interval. The Bootstrap method provides a practical access to modeling the uncertain probability distributions of shear strength parameters and to determining the associated slope reliability with limited data of shear strength parameters.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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