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188宝金博页面版: 岩土参数随机场模型研究现状

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文档格式:PDF | 页数:4 | 浏览次数:249 | 上传日期:2013-10-15 15:19:52 | 文档星级:
第 !" 卷增刊第 # 期%&’(!" )*++’,-,./ 0&(#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展2 8,59.&’&:; &< =4/,> ?,6&*>5,6!$$" 年 #$ 月@5/( !$$"1234.5,6 7. )57,.5, 4.!作者简介: 韩宪军 (#ABC —),男,山东邹城人,博士研究生,从事工程随机力学及可靠度方面的研究。 DE-47’: FG94.!!$$HI#"H( 5&-岩土参数随机场模型研究现状韩宪军(河海大学土木工程学院,江苏 南京!#$$AJ)摘要: 介绍目 前国内 外岩土随机场理论及其应用 的研究现状。 首先介绍岩土参数随机场的基本理论, 从相关距离的求解及常用 的离散方法两个方面进行比较和评述; 其次, 就随机场理论的应用 情况进行综述, 并指出 存在的问题; 最后, 对这一理论的发展前景提出 了 看法。关键词: 岩土参数; 随机。 离散方法; 相关距离中图分类号: 8KLC文献标识码: 1文章编号: #$$"!B"LB (!$$"))#!$#"B!$L作为天然材料的岩土介质, 其物理力学参数的随机性早已为人们所熟知。 传统上人们一般是采用随机变量来处理岩土参数的随机性问题[#],然而,这一方法不能真实地反映岩土介质本身所具有的自相关性。 为此,随机场理论应运而生。 所谓随机场是随机过程的 概念在空间 域上的 推广。 随机过程! ( ")的基本参数是时间变量 ",而随机场 ! ( !)的基本参数是空间位置向量 !。 根据向量 ! 所包含分量的数目不同,随机场又可分为一维、二维和三维随机场。 首先提出把土层看成随机场的是 M&>.,’’, 其后是 =* 和 N*-O, 再后来是 %4.-4>5P, 逐步完善了这套理论[!]。 #ABB 年, %4.-4>5P, 首次提出了土性剖面的随机场模型[H], 其实质是用齐次正态随机场来模拟土性剖面;用方差、 相关函数、 相关距离等数字特征来描述土体的空间变异性; 用方差折减系数将“点”的变异性和 “空间”变异性联系起来。 此后, 国内外许多研究者对其进行了大量的研究和应用, 并取得了丰富的研究成果[L!A]。 在实际研究中,随机场的特性主要通过其数字特征来反映。 在描述随机场的诸多数字特征中,相关距离是一个重要参数,它是衡量两个相隔一定距离的物理量之间的相关程度的基本距离,相隔间距小于此距离的两点之间的物理量被认为是强相关的, 反之如果超过此距离则可认为是不相关的。 确定相关距离是解决岩土工程可靠性问题的关键[#$], 一旦知道了相关距离, 就可以进行方差折减系数的计算, 从而实现“点”方差到 “空间”方差的过渡。 一般说来,随机场的研究包括理论研究和应用研究两个方面。 其中, 随机场的理论研究主要围绕着相关距离的计算和随机场的离散两个方面展开,本文将首先从这两个方面对现有方法进行比较和评述,然后就其应用方面的研究进行分析综述并指出其中存在的问题, 最后再对这一理论今后的发展方向提出初浅的看法。!随机场相关距离的计算方法相关距离的计算方法主要有空间递推平均法、相关函数法、半变异函数法、 统计模拟法、 平均零跨法等。 下面对各种方法的特点分别进行评述。!# !空间递推平均法空间递推平均法是根据离散、 等间距采样的一组数据来估计土性的相关距离, 概念明确、 计算方便。 但是本方法使用过程中存在着两点不足:"#“稳定点”难以确定, 带有很大的主观性。 为此,=75P>,-,67.:9, 等[B]提出了最大值法。 该方法避开了 “稳定点”的确定问题, 直接从相关距离的定义出发,通过!!( $) $ Q $ 曲线上的最大值来求相关距离 (这里, $ 和!!( $) 分别为取样间距与相应的方差折减系数,下同)。 只要遵照采用间距与相关距离相近的原则进行迭代计算, 结果就比较稳定。 因而该方法是一种值得推荐的计算方法, 已被其他研究者[##!#!]采用。 此后, 研究者们又提出 了 曲 线极限法[#H]和曲线拟合法[#L]。 这两种改进方法的共同之处在于都采用曲线函数来拟合由递推空间平均法所得到的数据点 ( $,!!( $) $), 简单明确, 易于实施; 但它们与最大值法并无本质上的不同。 另外还有一种改进方法,称为多项式拟合法[#C],不太常用。$# 具体的数学公式没有给出,且递推次数 % 难?B"#?水利水电科技进展, !$$", !" ( )#)&’(: $!C!JHBJ"HHC)*+,-(: .$I //0 # ’10 # 2%/""3: 44556 # //0 # ’10 # 2%

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