Page 10 - 2024年第55卷第12期

图 ５（ａ）是不同 ＣＯＶ下土石坝坝坡安全系数的密度分布图，从图中可以看出，随着 ＣＯＶ的增加，
ｃ ｃ
安全系数的分布曲线基本重叠，安全系数的中心位置变化不大，但分布宽度略有增加。这意味着，尽
管 ＣＯＶ的增加使得土体参数不确定性增大，但这种变异对于安全系数的中值影响不大，主要影响是增
ｃ
加了安全系数的分散性。图 ５（ｂ）是 ＣＯＶ对坝坡安全系数分布的影响，当 ＣＯＶ较小时，安全系数的密
φ
φ
度分布峰值较高，表明大多数模拟结果集中在一个较窄的范围内，这意味着安全系数的预测较为精确
和一致。随着 ＣＯＶ的增加，密度分布峰值降低且曲线变宽，表明安全系数的预测变得更加分散，不
φ
确定性增加。特别是对于 ＣＯＶ ＝ ０．４ 的情况，安全系数的预测值分布较广，约为 ０．８到 １．５。
φ

图 ５ 不同变异系数下的土石坝坝坡安全系数概率密度分布图

土体参数的变异系数不同会导致坝坡内部应力分布和力学行为的差异，从而使得坝坡的潜在滑面
分布产生差异，为了充分考量变异系数对坝坡潜在滑面分布的影响，通过搜索最小安全系数的滑面，
求得潜在滑面位置坐标。图 ６展示了不同参数变异系数情况下潜在滑面的分布，当 ＣＯＶ不同时，滑面
ｃ
的分布相对一致。相比之下，ＣＯＶ的变化对潜在滑面的分布范围和形状影响更为显著。随着 ＣＯＶ的
φ φ
增加，土体剪切强度的分布变得更加不均匀，较低剪切强度的区域可能在不同位置和深度处出现，潜
在滑面的分布变得更加广泛，内摩擦角变异性的增加会导致更多可能的滑面形状和位置。

图 ６ 不同变异系数下的潜在滑面分布

为了评估 ＣＯＶ和 ＣＯＶ同时变化对坝坡可靠度的影响，采用多参数敏感性分析，以揭示二者的联
ｃ
φ
合作用。图 ７展现了坝坡安 全系 数与 失效 概率 随两个变 异 系 数变 化 的 复杂 关系。可 见，当 ＣＯＶ和
ｃ
ＣＯＶ联合增加时，坝坡失效概率的增长速度快于单一参数变化时的增长。同时，安全系数的下降也更
φ
为显著。此外，ＣＯＶ对坝坡安全性的影响在数值上比 ＣＯＶ更为敏感，这是由于内摩擦角直接关系到
φ ｃ
土体的剪切强度，而黏聚力则对剪切强度的贡献相对较小。因此，在考虑土体参数不确定性时，应特
别关注内摩擦角的变异性。
３．４ 自相关距离对土石坝坝坡可靠度的影响 为了研究坝坡土体参数在水平与竖直两个方向上的空间
变异性对失效概率、平均安全系数以及潜在滑面分布的影响，对不同水平自相关距离 ｌ（１０，２０，３０，
ｈ
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