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我国是一个多滑坡灾害的国家。滑坡灾害给建筑、水利、铁路、公路、矿山等带来了巨大的损失。因此,做好滑坡的防灾减灾工作是边坡工程研究的主要目标。正确地评价边坡的稳定状况是滑坡防治的关键之一,而正确的评价结果又取决于科学的边坡稳定分析方法。我国目前通常采用安全系数来评价边坡的稳定性,它往往由工程师们根据随机抽样而凭经验把各种设计条件、设计指标和参数都定值化,没有考虑大量的非确定性因素,带有一定的主观性。以概率统计理论为基础的可靠性分析方法定量地考虑了边坡工程中实际存在的种种不确定因素,因而更为客观、定量地反映了边坡的实际安全性。
本文首先对几种常用的边坡工程分析方法进行介绍和对比。其次以边坡稳定分析方法中的安全系数法建立了可靠度分析的极限方程;并以极限平衡条分法为理论基础,应用微分、积分中值定理证明了边坡极限平衡面f(x)的微分方程,采用幂级数解法求得极限平衡面f(x)的解,通过算例进行了验证。在实际工程中,通常结构都具有较高的可靠度,尤其是工程中常见的如边坡失稳这类事件,当Pf值很小时,使用可靠性分析方法中常用的蒙特卡罗等方法,会造成绝大多数抽样点落在安全域中,由于缺少在失效域的足够数量的抽样点,从而造成计算的失效概率较低、误差较大,通常要采用大量的投点来提高精度,减少方差。最后为了弥补上述方法的不足,本文将求解小概率事件的交叉熵法初步应用到边坡工程可靠性分析中,通过交叉熵法的原理,用C语言编制了计算程序并对一确定尺寸和参数的边坡工程进行了模拟计算,得到了边坡的破坏概率,验证了该方法的可行性和正确性。