[发明专利]一种非饱和土边坡稳定鲁棒性可靠度分析方法

权利要求书

1.一种非饱和土边坡稳定鲁棒性可靠度分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)获取一组现场或室内非饱和土的试验数据其中表示在基质吸力ψ_i处的有效饱和度；其中，所述有效饱和度θ_i、θ_s和θ_r分别表示体积含水量、饱和体积含水量和残余体积含水量；

2)选取N_C个备选SWCC模型M_j，并确定模型参数Θ的先验信息；

3)采用Metropolis-Hastings算法生成N_MH个服从后验分布的模型参数随机样本，并采用下述公式计算模型发生概率P(M_j|DATA_S)：

式中：P(DATA_S|M_j)表示试验数据DATA_S在模型M_j条件下的概率密度函数；P(M_j)表示模型M_j的先验概率；

4)依次将每个参数的随机样本作为SWCC输入参数进行边坡稳定确定性分析，计算相应的安全系数，并根据下述公式确定条件失效概率P(FS＜1|DATA_S,M_j)：

式中：FS_i表示在给定试验数据DATA_S和模型M_j条件下模型参数为时对应的安全系数；I()表示示性函数；

5)对N_MH个安全系数计算结果进行统计分析，分别计算安全系数的期望和方差；

6)重复步骤3)至5)N_C次，依次计算每个SWCC模型M_j的模型发生概率、条件失效概率以及安全系数的期望和方差；

7)采用如下公式计算边坡失效概率的加权平均值P(FS＜1|DATA_S)：

2.根据权利要求1所述的一种非饱和土边坡稳定鲁棒性可靠度分析方法，其特征在于：步骤2)中的所述模型参数Θ的先验信息反映无观测数据条件下对参数的认知，来源于工程经验或既有数据；当工程经验或既有数据匮乏时，采用均匀分布表征先验信息。

3.根据权利要求2所述的一种非饱和土边坡稳定鲁棒性可靠度分析方法，其特征在于：当工程经验或既有数据匮乏时，步骤3)中假定N_C个备选模型具有相同的先验概率，即P(M_j)＝1/N_C。

4.根据权利要求1所述的一种非饱和土边坡稳定鲁棒性可靠度分析方法，其特征在于：在步骤4)中，当所述安全系数FS_i＜1成立时，示性函数I()＝1；反之，I()＝0。

5.根据权利要求1所述的一种非饱和土边坡稳定鲁棒性可靠度分析方法，其特征在于：步骤5)中所述安全系数的方差Var(FS|DATA_S)根据条件方差公式分解为两部分：

式中：E(FS|DATA_S,M_j)和Var(FS|DATA_S,M_j)分别表示在给定试验数据DATA_S和模型M_j条件下FS的期望和方差；E(FS|DATA_S)表示FS在试验数据DATA_S下的条件期望；第一部分用于定量表征模型参数不确定性；第二部分用于定量表征模型选择不确定性。