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基于Copula理论的粗粒土渗透破坏临界水力比降估值
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:《岩土力学》
  • 时间:0
  • 分类:TU411[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]重庆大学土木工程学院,重庆400045, [2]重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆400045
  • 相关基金:国家自然科学基金面上项目(No.41172243,No.41472245);重庆市国土房管科技计划项目(No.CQGT-KJ-2014049).
中文摘要:

破坏水力比降是土体渗透稳定性分析和渗流控制的基础。以渗透变形试验为基础,分析了粗粒土临界水力比降与孔隙比、级配不均匀系数和曲率系数间的相关性。利用Copula理论适合建立多个非独立变量间联合分布函数的优点,构造了拟合粗粒土临界水力比降Jcr、孔隙比e、级配不均匀系数Cu和曲率系数Ce间相关关系的最优Copula函数,并将其应用于粗粒土临界水力比降估值。结果表明:具有单参数的四维对称Archimedean Copula函数的Nelsen No6为最优Copula函数。利用构造的最优Copula函数求条件概率,便可得到粗粒土临界水力比降估值的保证率,或者计算在一定保证率条件下临界水力比降估值。通过比较临界水力比降试验值与Copula理论方法、Terzaghi公式及刘杰公式估值,阐述了Copula理论的可靠性,为建立粗粒土临界水力比降与孔隙比及级配特征的多变量统计概率关系及临界水力比降估值提供了一种新途径。

英文摘要:

The failure hydraulic gradient is a crucial parameter for slope stability analysis and seepage control. Based on the experiment of seepage-induced deformation, the correlations among the critical hydraulic gradients Jcr of a coarse-grained soils, void ratios e, nonuniformity coefficients Cu , and curvature coefficient Ce of granular gradation are analyzed. By taking the advantage of Copula theory in constructing the joint distribution function of multiple non-independent variables, an optimal fitting Copula function of Jcr, e, Cu and Cc is proposed and used to estimate the critical hydraulic gradient. It is shown that the Nelsen No.6 function of the four-dimensional symmetric Archimedean Copula functions with single parameter is the optimal Copula function. By calculating the conditional probability for the optimal Copula function, the guarantee rates of estimated values can be obtained, or the critical hydraulic gradients with a certain guarantee rate can be calculated. Comparisons of the measured critical hydraulic gradient and the estimations of Copula theory, Terzaghi formulation, and Liu Jie's formulation, the reliability of Copula theory is shown. These results lay a new foundation for developing the relationship among multiple factors including critical hydraulic gradient, void ratio and gradation characteristics and estimating the critical hydraulic gradient for coarse materials.

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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)
  • 被引量:56873