Page 9 - 2024年第55卷第12期

坝坝高为 １００ｍ，其坝顶宽度为 ２０ｍ，黏聚力为 １５ｋＰａ，内摩擦角为 ２５°。网格划分为四边形与三角
２
形单元，共划分为 ３１１００个单元，平均网格大小为 １ｍ 。

图 ２ 土石坝坝坡计算模型
３．２ 模拟次数的确定 为了确定蒙特卡洛模拟次数，
评估了模拟次数对失效概率与平均安全系数计算结果
的影响。图 ３揭示了随着模拟次数 Ｇ的增加，失效概
率 Ｐ与平均安全系数 Ｆ经过初始的波动后趋于稳定。
ｆ ｓ
这一趋势表明，在进行可靠度分析时，必须选择适当
的模拟次数以确保结果的精确性。从图中可以看出，
当模拟次数达到约 ４０００次后，失效概率与安全系数
的计算值开始稳定。通过综合考虑计算成本以及结果
的精度，选择模拟次数 Ｇ为 ４０００次。
３．３ 变异系数对坝坡可靠度的影响 为了研究土石
坝坝坡土体参数变异系数对坝坡可靠度的影响，分别
图 ３ 蒙特卡洛模拟次数对稳定性与可靠度的影响
模拟 ４个黏聚力变异系数 ＣＯＶ和 ４个内摩擦角变异系
ｃ
数 ＣＯＶ下的坝坡状态，判断其对坝坡失效概率 Ｐ、平均安全系数 Ｆ以及潜在滑面分布的影响。
φ ｆ ｓ
图 ４（ａ）为失效概率和平均安全系数随 ＣＯＶ变化的关系图。从图中可以看出，随着 ＣＯＶ的增加，
ｃ
ｃ
失效概率呈现上升趋势。当 ＣＯＶ为 ０．１时，失效概率为 １．８％，当 ＣＯＶ增至 ０．４后，失效概率增加到
ｃ ｃ
了 ２．２％。而平均安全系数则相对稳定，波动不大，维持在 １．１１４左右。相比之下，ＣＯＶ的变化对坝坡
φ
稳定性的影响更大（图 ４（ｂ）），随着 ＣＯＶ的增加，失效概率显著增加，由 ０增加至 ３２．５５％，而平均安
φ
全系数呈下降趋势，由 １．１２９下降至 ０．０４９。这种趋势表明，内摩擦角的不确定性对坝坡的可靠度有显
著影响。

图 ４ 不同变异系数下的土石坝坝坡失效概率与平均安全系数

４
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