基于可靠度理论的露天矿边坡风险分析.pdf

中图分类号 U D C 博士学位论文 学校代码地3 3 基于可靠度理论的露天矿边坡风险分析 R I S KA N A 工，Y S I SO NO P E N ．P I TS L O P EB A S E DO N R E L I A B I L I T YT H E O R Y 作者姓名岩小明 学科专业资源与环境经济学 学院资源与安全工程学院 指导教师李夕兵教授 陈祥云教授 论文答辩日期丝 墨 兰Z 答辩委员会主席 中南大学 二。一三年十二月 万方数据 学位论文原创性声明 本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确 的说明。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 作者签名．盏型2 叠 日期翌 垒年旦月上日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学 位论文的规定即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以 将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。 保密论文待解密后适应本声明。 作者签名盏幽垒 日期鲨2 墨年』三月二生日 导师签 日期 万方数据 博士学位论文摘要 基于可靠度理论的露天矿边坡风险分析 摘要本文针对目前露天矿边坡开挖过程中力求达到安全性和经济 性相统一的工程实践问题，开展了基于可靠度理论的露天矿边坡经济 风险分析问题的研究。面对露天矿边坡工程存在不确定性和随机性的 客观事实，在深入分析露天矿边坡自身特点的基础上，以可靠度理论 为主线，构建了露天矿边坡经济风险分析的步骤和程序。文中对露天 矿边坡的经济风险分析中的四个关键问题，即边坡破坏模式识别、边 坡目标可靠度的确定、边坡随机变量概率分布的推断和可靠度计算方 法的选择，有针对性的展开研究。并以城门山二期露天矿扩建工程南 帮边坡作为工程实例，进行了以可靠度理论为基础的最佳边坡设计方 案的优化。所取得主要结论和研究成果如下 1 基于距离判别分析理论，并结合露天矿边坡失稳的特点，选 取了岩石单轴抗压强度、结构面倾角、结构面与边坡面的位置关系、 地下水条件、岩体结构类型、内聚力、内摩擦角、边坡高度、边坡角 等9 个因素作为判别露天矿边坡潜在破坏模式的指标，建立了露天矿 边坡潜在破坏模式识别的距离判别分析模型。以21 个典型露天矿边 坡的信息作为学习样本进行训练，建立相应的判别函数进行识别，并 以回代估计法对该模型进行检验。研究结果表明，经过学习后的模型 误判率为O ．0 5 ，具有较高的判别能力。将建立后的模型应用于大冶铁 矿、南芬铁矿和城门山铜矿的露天矿边坡实例的失稳模式判别，为露 天矿边坡潜在破坏模式识别提供了一种新方法。 2 按照工程可靠度统一标准的要求，充分考虑我国露天矿山 开采技术的现状和发展趋势，并结合非煤露天矿边坡工程技术规范情 况，确定了露天矿边坡服务年限和三个安全等级。在此基础上，综合 整理了国内外有关露天矿边坡可接受的破坏概率，并参考现行的建 筑、水利、公路、铁路、港口等5 个领域的可靠度统一设计标准中关 于目标可靠度制定情况，综合确定了露天矿总体边坡在I 级安全级别 下第一类破坏 破坏前具有征兆性 的可接受风险概率为1x1 0 一， 对应的目标可靠指标为3 ．1 ，进一步给出了露天矿总体边坡可靠性分 析的基本依据和标准。将该标准应用于城门山铜矿二期扩建工程露天 矿边坡的可靠性分析，确定该露天矿总体边坡属于I 级安全级别下的 第一类破坏，给出了可接受的风险概率。 万方数据 博士学位论文摘要 3 针对露天矿边坡岩土参数容量是小样本的情况，提出了推断 边坡抗剪强度参数概率模型的正态信息扩散法。考虑到一般情况下岩 石抗剪强度参数样本量较小，以岩石单轴和三轴压缩试验数据为基本 信息，根据排列组合理论构建小样本容量下的抗剪强度参数信息库。 并利用稳健回归估计方法得到粘结力c 和内摩擦角 p 的样本数据。最 后基于正态信息扩散原理，推断获得这两个强度参数的概率分布函 数，并采用精度较高的K - S 检验法进行检验。研究结果表明，基于正 态信息扩散原理得到的抗剪强度参数的概率分布更加接近参数的实 际分布规律，所得结果均优于传统拟合检验法。 4 针对露天矿边坡极限状态方程存在抗滑力以及滑动力两个 连续随机变量和多个随机变量的不同情况，分别给出了基于信息扩散 原理的边坡破坏概率计算公式。同时，以安全系数构造的极限状态方 程为基础，推导了随机变量期望和标准差的信息扩散表达式，给出了 露天矿边坡破坏概率和可靠度指标的计算方法。 5 以江西城门山铜矿二期扩建工程为工程背景，构造了其南 帮露天矿边坡的经济风险分析模型。以具体矿岩的单轴和三轴压缩试 验数据为基本信息，构建小样本容量下的抗剪强度参数信息库。并以 简化B i s h o p 分析法获得露天矿边坡的安全系数和最危险滑动面。在 分析了露天矿边坡剥岩减少费用、破坏概率和潜在滑坡体体积随边坡 角递增的变化规律基础上，得到了经济风险收益最大的最佳优化方 案。 关键词露天矿边坡；可靠度；破坏模式；目标可靠度；概率分布； 经济风险 I I I 万方数据 博士学位论文 A B S T R A C T R I S KA N A L y S I S0 N0 P E N ．P I TS L O P EB A S E DO N R E L I A B I L I T YT H E O R Y A B S T R A C T I nt h ee x c a v a t i o np r o c e s so fo p e n - p i ts l o p e ，t h ea i mo f e n g i n e e r i n gp r a c t i c ei st oa c h i e v ea l lu n i t yb e t w e e ns e c u r i t ya n de c o n o m y ． I no r d e rt os o l v et h i sp r o b l e m ，t h es t u d yo no p e n p i ts l o p ee c o n o m i cr i s k a n a l y s i sb a s e do nr e l i a b i l i t y t h e o r yw a sc o n d u c t e di nt h i sp a p e r ．I nt h ef a c e o f o b j e c t i v ef a c tt h a tt h e r ea r es o m eu n c e r t a i n t ya n dr a n d o m n e s se x i s t e di n o p e n - p i ts l o p ep r o j e c t ，b a s e do nt h ed e p t ha n a l y s i so fo p e np i ts l o p e c h a r a c t e r i s t i c s ，w i t hr e l i a b i l i t yt h e o r ya st h em a i nl i n e ，t h ea n a l y s i ss t e p s a n dp r o c e d u r e so fo p e n p i ts l o p ee c o n o m i cr i s kw e r ec o n s t r u c t e d ．F o u r k e yp r o b l e m s ，i n c l u d i n gf a i l u r em o d er e c o g n i z a t i o no fs l o p e ，s l o p et a r g e t r e l i a b i l i t yd e t e r m i n a t i o n ，d e d u c t i o no fs l o p er a n d o mv a r i a b l ep r o b a b i l i t y d i s t r i b u t i o na n ds e l e c t i o no fr e l i a b i l i t yc a l c u l a t i o nm e t h o d ，w e r es t u d i e d p e r t i n e n t l y ．T h em a i nc o n t e n t sa n dc o n c l u s i v er e s u l t sa r ea sf o l l o w s 1 T h ei d e n t i f i c a t i o no f o p e n - p i ts l o p ep o t e n t i a lf a i l u r em o d e i so n e o ft h em o s tb a s i nw o r k st os t u d yt h eu n s t a b i l i t ya n df a i l u eo fs l o p e ．B a s e d o nt h et h e o r yo fd i s t a n c ed i s c r i m i n a n ta n a l y s i sa n dc o m b i n e dw i t ht h e c h a r a c t e r i s t i c so fo p e n p i ts l o p ei n s t a b i l i t y , n i n ef a c t o r s ，i n c l u d i n gt h e u n i a x i a lc o m p r e s s i v es t r e n g t ho fr o c k ，s t r u c t u r a lp l a n ea n g l e ，t h ep o s i t i o n o fs t r u c t u r a lp l a n es l o p ep l a n e ，g r o u n d w a t e rc o n d i t i o n s ，t y p e so fr o c km a s s s t r u c t u r e ，c o h e s i o n ，i n t e r n a lf r i c t i o na n g l e ，s l o p eh e i g h t ，s l o p ea n g l e ，w e r e s e l e c t e dt ob u i l dad i s t a n c ed i s c r i m i n a n ta n a l y s i sm o d e lt oi d e n t i f yt h e p o t e n t i a lf a i l u r em o d eo fo p e n - p i ts l o p e ．L i n e a rd i s c r i m i n a n tf u c t i o n sw e r e o b t a i n e dt h r o u g ht r a i n i n go f21s e t si n f o r m a t i o no f t y p i c a lo p e n - p i ts l o p e s ． T h er e s u b s t i t u t i o nm e t h o dw a su s e dt ov a r i f yt h ei d e n t i f i c a t i o na b i l i t yo f t h i sm o d e l ．T h er e s e a r c hr e s u l t ss h o wt h a t ，t h em i s j u d g er a t eo ft h em o d e l i s0 。0 5a n dt h ed i s c r i m i n a n ta b i l i t yi sh i g h e r ．T h i sm o d e lW a sa p p l i e dt o t h ei n s t a b i l i t ym o d ed i s c r i m i n a t i o no ft h r e eo p e n p i ts l o p e s ．T h i sp a p e r p r o v i d e dan e wm e t h o dt oi d e n t i f yt h ep o t e n t i a lf a i l u r em o d ef o ro p e np i t s l o p e ． 2 A c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n t so fe n g i n e e r i n gr e l i a b i l i t yu n i f i e d s t a n d a r d ，a n dc o n s i d e r i n gt h ec u r r e n ts i t u a t i o na n dd e v e l o p m e n tt r e n do f C h i n a ’S o p e np i tm i n i n gt e c h n o l o g y ，a n dc o m b i n i n g 、析mt h es l o p e I V 万方数据 博士学位论文 A B S T R A C T e n g i n e e r i n gt e c h n i c a ls p e c i f i c a t i o n so fn o n - c o a lo p e n ．p i tm i n e ，t h es e r v i c e l i f ea n dt h r e es e c u r i t yl e v e l so fo p e n - p i ts l o p ew a sd e t e r m i n e d ．O nt h i s b a s i s ，t h es t u d yo fa c c e p t a n c ed a m a g ep r o b a b i l i t yo fo p e n - p i ts l o p ea t h o m ea n da b r o a dw e r ec o l l e c t e da n d a n a l y z e d ，a n dt h et a r g e tr e l i a b i l i t yi n f i v ec u r r e n t r e l i a b i l i t yu n i f i e d d e s i g n s t a n d a r d s ， i n c l u d i n g b u i l d i n g ，h y d r a u l i c ，h i g h w a y , r a i l w a ya n dp o r t ，w e r ea l s or e f e r e n c e d ，t h e a c c e p t a n c ed a m a g ep r o b a b i l i t y f o rt h ef i r s tf a i l u r em o d e l w i ms y m p t o m a t i cb e f o r e f a i l u r e o fo p e n - p i t o v e r a l l s l o p e u n d e r Is e c u r i t yl e v e lw a sd e t e r m i n e da s1X10 aa n dt h ec o r r e s p o n d i n gi n d e xo f t a r g e tr e l i a b i l i t y i s3 ．1 ．T h eb a s i cs t a n d a r da n dc r i t e r i o no fo p e n p i t m i n es l o p er e l i a b i l i t ya n a l y s i sw a sa l s og i v e na n dw a sa p p l i e di nt h e o p e n p i tm i n er e l i a b i l i t yd e s i g n i ns e c o n dp h a s ee x p a n s i o np r o je c to f C h e n g m e n s h a nC o p p e rM i n e ． 3 B a s e do nn o r m a li n f o r m a t i o nd i f f u s i o np r i n c i p l e ，ap r o b a b i l i t y m o d e ld e d u c t i o nm e t h o do fs h e a rs t r e n g t hp a r a m e t e r sw i t hs m a l ls a m p l e s i z ei sp r e s e n t e di nt h i sp a p e r ．C o n s i d e r i n gt h es a m p l es i z eo fr o c ks h e a r s t r e n g t hp a r a m e t e r si ss m a l li ng e n e r a l ，t h et e s t i n gd a t ao fr o c ku n i a x i a l a n dt r i a x i a l c o m p r e s s i o nw e r er e g a r d e d a sb a s i ci n f o r m a t i o n ，a n d i n f o r m a t i o nb a s eo fs h e a rs t r e n g t h p a r a m e t e r s w i t hs m a l ls i z ew a s c o n s t r u c t e da c c o r d i n gt ot h ep e r m u t a t i o na n dc o m b i n a t i o nt h e o r y ．A n dt h e s a m p l ed a t ao fc o h e s i v ef o r c eCa n di n t e r n a lf r i c t i o na n g l eQw e r ea l s o o b t a i n e du s i n gr o b u s tr e g r e s s i o ne s t i m a t i o nm e t h o d ．F i n a l l y , b a s e do nt h e n o r m a li n f o r m a t i o nd i f f u s i o nt h e o r y , t h ep r o b a b i l i t yd i s t r i b u t i o nf u n c t i o n s o fCa n d9w e r ed e d u c t e d ．K - St e s tm e t h o dw a su s e dt oc o m p a r et h e r e s u l t so ft r a d i t i o n a lf i t t i n g - t e s tm e t h o da n dp r e s e n t e dm e t h o d ．T h er e s u l t s s h o wt h a t ，t h ep r o b a b i l i t yd i s t r i b u t i o no fs h e a rs t r e n g t hp a r a m e t e r sb a s e d o nn o r m a li n f o r m a t i o nd i f f u s i o np r i n c i p l ei sm o r ec l o s et ot h ea c t u a l p r o b a b i l i t yd i s t r i b u t i o n ．W h e t h e ri nt e r m so f t e s tv a l u ea n dt h ec u m u l a t i v e p r o b a b i l i t y , t h er e s u l t so fp r e s e n t e dm e t h o da r eb e t t e rt h a nt h et r a d i t i o n a l f i t t i n g - t e s tm e t h o d ． 4 A c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n ts i t u a t i o no fo p e np i tm i n es l o p el i m i t s t a t ee q u a t i o nh a st w oc o n t i n u o u sr a n d o mv a r i a b l e s a n t is l i d ef o r c ea n d s l i d i n gf o r c ea n dm u l t i r a n d o mv a r i a b l e s ，t h ec o m p u t a t i o n a lf o r m u l ao f f a i l u r ep r o b a b i l i t yb a s e do ni n f o r m a t i o nd i f f u s i o np r i n c i p l ew a so b t a i n e d ． V 万方数据 博士学位论文A B S T R A C T A tt h es a m et i m e ，t h el i m i ts t a t ee q u a t i o ni Sc o n s t r u c t e db a s e do nt h e s a f e t yf a c t o r , i n f o r m a t i o n d i f f u s i o n e q u a t i o n s o fr a n d o mv a r i a b l e e x p e c t a t i o na n ds t a n d a r dd e v i a t i o nw e r eg i v e n ．T h ec a l c u l a t i o nm e t h o do f f a i l u r e p r o b a b i l i t y a n dr e l i a b i l i t yi n d e xo fo p e n - p i t s l o p e w a sa l s o o b t a i n e d ． 5 T h es e c o n dp h a s ee x p a n s i o np r o je c to fC h e n g m e n s h a nC o p p e r M i n e a sw a sc o n s i d e r e da st h ee n g i n e e r i n gb a c k g r o u n d ，t h ee c o n o m i cr i s k a n a l y s i sm o d e lo fs o u t ho p e np i ts l o p ew a sc o n s t r u c t e d ．T h ei n f o r m a t i o n b a s eo fs h e a rs t r e n g t hp a r a m e t e r sw i t hs m a l ls i z ew a sc o n s t r u c t e db y u s i n g t h et e s t i n gd a t ao fr o c ku n i a x i a la n dt r i a x i a lc o m p r e s s i o n ．T h es l o p es a f e t y f a c t o ra n dt h em o s td a n g e r o u ss l i d i n gs u r f a c ec a l lb eo b t a i n e db y u s i n gt h e s i m p l i f i e dB i s h o pm e t h o d ．W i t l lt h ei n c r e a s e i n go fs l o p ea n g l e ，t h ec h a n g e r u l eo ft h er e d u c i n gc o s to f s t r i p p i n gr o c k ，f a i l u r ep r o b a b i l i t ya n dp o t e n t i a l l a n d s l i d ev o l u m ew e r ea n a l y z e d ．A tl a s t ，t h eb e s to p t i m i z a t i o ns o l u t i o no f s o u t ho p e np i ts l o p ew i t ht h em a x i m u me c o n o m i cr i s kb e n e f i tw a s o b t a i n e d ． K E YW O R D S o p e n - p i t s l o p e ；r e l i a b i l i t y ；d e s t r u c t i o nm o d e ；g o a l r e l i a b i l i t y ；p r o b a b i l i t yd i s t r i b u t i o n ；e c o n o m i cr i s k s V I 万方数据 博士学位论文目录 目录 学位论文原创性声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I I A B S T R A C T ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．Ⅳ f | 录⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．i 1 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l 1 ．2 露天矿边坡的特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 1 ．3 露天矿边坡经济风险分析的必要性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 1 ．4 国内外研究现状及发展趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 1 ．4 ．1 露天矿边坡破坏模式识别⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 1 ．4 ．2 露天矿边坡目标可靠度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 4 1 ．4 ．3 露天矿边坡岩体参数概率分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 1 ．4 ．4 露天矿边坡可靠度计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18 1 ．4 ．5 露天矿边坡工程的经济风险分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18 1 ．5 本文主要研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 2 露天矿边坡稳定性影响因素分析和破坏模式判别⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 2 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 2 ．2 距离判别分析理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 2 ．2 ．1 距离判别分析思想和理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．2 3 2 ．2 ．2 距离判别分析方法简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 2 ．2 ．3 判别准则的评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 2 ．3 露天矿边坡稳定性影响因素分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 2 ．4 露天矿边坡潜在的破坏模式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31 2 ．5 露天矿边坡破坏模式识别的距离判别分析模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 3 2 ．5 ．1 边坡破坏模式影响因素指标的量化处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 2 ．5 ．2 边坡破坏模式判别的距离判别分析模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 2 ．6 工程实例应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 0 2 ．6 ．1 工程实例一一大冶铁矿露天矿⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 0 2 ．6 ．2 工程实例二一南芬露天铁矿⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 2 ．6 ．3 工程实例三一城门山铜矿二期⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 2 ．7 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 6 万方数据 博士学位论文 目录 3 露天矿边坡风险可接受水平和目标可靠度的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 8 3 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 8 3 ．2 边坡可靠度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 8 3 ．3 边坡极限状态和极限状态方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 9 3 ．4 边坡可靠指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 0 3 ．5 确定目标可靠度的常用方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 3 3 ．5 ．1 类比法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 3 3 ．5 ．2 校准法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 4 3 ．6 露天矿边坡工程的目标可靠度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 4 3 ．6 ．1 露天矿边坡服务年限⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 6 3 ．6 ．2 露天矿边坡工程安全等级⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 0 3 ．6 ．3 露天矿边坡工程目标可靠度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 2 3 ．7 城门山露天矿边坡目标可靠度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 7 3 ．8 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 7 4 露天矿边坡抗剪强度参数概率分布的N I D 法推断⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 4 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 9 4 ．2 岩体抗剪强度参数的随机性表现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 0 4 ．3 构建抗剪强度参数小样本信息库⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 4 ．4 岩石抗剪强度参数的稳健回归估计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3 4 ．4 ．1 稳健回归理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3 4 ．4 ．2M a u a b 中的稳健回归拟合函数及其用法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 4 4 ．5 随机变量概率密度函数的正态信息扩散法推断⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 5 4 ．5 ．1 信息扩散⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 6 4 ．5 ．2 扩散估计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 6 4 ．5 ．3 信息扩散原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 6 4 ．5 ．4 正态扩散函数的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 7 4 ．6 城门山边坡岩体抗剪强度参数概率分布的N I D 推断⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 9 4 ．6 ．1 概率分布积分区间的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 9 4 ．6 ．2 概率密度函数表达式的K ．S 检验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 4 ．7 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8 5 5 基于可靠度理论的露天矿边坡经济风险分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 6 5 ．1 引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8 6 5 ．2 露天矿边坡经济风险分析模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8 6 5 ．3 基于信息扩散原理的可靠度计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 8 万方数据 博士学位论文目录 5 ．3 ．1 基于安全系数的边坡稳定性极限状态方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 8 5 ．3 ．2 变量概率密度函数的信息扩散估计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 9 5 ．3 ．3 基于信息扩散估计的失效概率计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 0 5 ．3 ．4 基于信息扩散估计的可靠指标计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 5 ．4 城门山露天矿边坡经济风险分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 6 5 ．4 ．1 城门山露天矿概况及滑坡灾害情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 6 5 ．4 ．2 露天矿边坡模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 6 5 ．4 ．3 露天矿边坡岩体力学参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 9 5 ．4 ．4 露天矿边坡最危险滑裂面的搜索⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 9 5 ．4 ．5 露天矿边坡的破坏概率和经济风险分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 0 2 5 ．4 ．6 边坡开挖成本参数对最优设计方案影响的敏感度分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 0 5 5 ．5 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 9 6 全文结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 0 6 ．1 主要工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 0 6 ．2 研究中的不足与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯