Page 93 - 2022年第53卷第12期

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系数 Ｒ ＝ ０．９９９８均大于 ０．９５，说明所建立的响应面的精度足够，在一定程度上可替代真实功能函数。
ａｄｊ
在运用 ＫＫＴ最优化条件将该响应面表示的概率－ 区间混合可靠性问题转化为概率可靠性问题后，采用
＝ ３ ．２８８，小于 《水利水电结构可靠度设计统一
ＪＣ法计算得到该坝段沿建基面滑动失稳的可靠指标 β １
＝ ４ ．２，这说明该坝段
标准》 （ ＧＢ５０１９９—２０１３）（下文中均以 《标准》 代替）中规定的目标可靠指标 β Ｔ１
＃
存在沿建基面滑动失稳破坏的可能性。实际上，该大坝在服役期间，３５坝段由于处于断层之上，地
基岩石破碎，抗剪断参数较低，存在滑动失稳的可能性，经过预应力锚索加固之后，抗滑稳定方才满
足规范要求，但在经历极限荷载时，仍有滑动失稳的可能性，这些成果在一定程度上说明本文计算结
果的有效性。
为进一步验证本文方法的有效性，将本文计算结果同文献［ ８］的研究成果做出相互印证：（１）文献
［８］按抗剪断强度公式复核了该坝段的抗滑稳定性，计算得到的抗剪断安全系数 Ｋ′ ＝ ２ ．５９低于规范要
ｃ
＝ ０．９２６＜１，表征该坝
求 Ｋ′ ＝ ３．００；（２）文献［８］运用非概率可靠性分析方法计算出的相应指标 ＮＲ － η Ｈ
段存在滑动失稳的可能性。文献［ ８］结果与本文计算结果一致，佐证了本文方法的有效性。但在工程
＝ ０ ．９２６＜１，只能说明结构处于非绝对安全状态，而其
实际中，非概率可靠性分析得到的指标 ＮＲ － η Ｈ
可靠性却无法准确度量，这对实际工程服役所能做出的指导是比较有限的。而本文建立的重力坝可靠
性分析混合模型，其计算结果仍为概率可靠指标，同 《标准》 规定一致，工程实践指导意义明确。
＃
５．３．２ 强度不足破坏失效模式 为了分析选定的 ３５坝段的强度是否满足要求，采用上述理论拟合出
所有单元的响应面并检验其精度后，可求出对应的可靠指标。对计算结果分析发现，仅有位于坝踵处
＝
的 ４个单元（坝体 ２个、坝基 ２个）和坝址处的 １个单元（位于坝体）的可靠指标小于目标可靠指标 β Ｔ１
４．２；其余坝体单元可靠指标均处于 ５～８，其余坝基单元除了坝踵、坝址附近的单元可靠指标较小外
（处于 ６～９），其他单元随着地基深度的增加和远离坝体，可靠指标均迅速增长至 １０以上。上述计算
结果符合重力坝受力特点，也在一定程度上表明该坝段存在局部强度不足破坏的可能性。
为明确该坝段整体发生强度不足破坏的可能性，采用前述改进分枝限界法搜索主要失效模式。首
。考虑到重力坝在静力荷载作用下，破坏
先，需要确定主要失效模式初始失效单元的可靠指标阈值 β ０
取为 ３．７。此时仅有坝踵处的 ３个单元（坝体 １个、坝基 ２个）小于
过程比较缓慢，参考 《标准》，β ０
，应当作为初始失效单元，如图 ７所示。
β ０

图 ７ 初始失效单元

其次，参考 《标准》 和相关文献 ［３８，４０ － ４２］ ，失效路径概率稳定的可靠指标阈值可取为 β Ｐ０ ＝ ４ ．２。选
取初始失效单元，采用生死单元技术将其杀死，以条件可靠指标最小原则寻找下一失效单元，循环上
述操作，直至失效路径概率稳定。在搜索过程中发现通常仅有 １个单元条件可靠指标较小，且失效路径
的可靠指标迅速增大，说明分枝数 ｎ 取为 １是合理的。主要失效模式搜索结果如图 ８与表 ４、表 ５所示。
ｂ

图 ８ 坝体失效模式和坝基失效模式

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