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摘要: 为了完善加筋土路堤可靠性设计方法, 运用蒙特卡罗法对设计参数随机变量与加筋土路堤内部稳定可靠指标的关系进行分析。通过数值计算发现, 密度越小, 粘聚力、内摩擦角、筋材抗拉强度和筋土似摩擦系数越大, 加筋土路堤内部稳定性越好, 加筋土路堤内部稳定可靠指标对设计参数变异性均较敏感, 除内摩擦角外, 其余设计参数的不同概率模型以及不同公路等级设计荷载对加筋土路堤内部稳定性影响不大。因此, 在加筋土路堤可靠性设计中, 建议采用密度小、粘聚力和内摩擦角大的填料以及高强度筋材, 并且重点考虑内摩擦角的变异水平。当无法准确确定设计参数所服从的概率模型时, 建议假定填土的密度服从极Ⅰ型分布, 而粘聚力、内摩擦角、筋材拉力和筋土似摩擦系数服从正态分布, 所得到的结果偏于安全。Abstract: In order to perfect the reliability design method of reinforced embankment, Monte-Carlo method was adopted to analyze the relations between the design parametric random variables and internal stability reliability index of reinforced embankment.Analysis result indicates that the internal stability is better when the density is lower, and the parameters, such as the cohesion, internal friction angle, geosynthetics tensile strength and pseudo-friction coefficient, are larger.The internal stability reliability index is sensitive to the variation coefficients of the design parameters.Except the internal friction angle, other different probabilistic models of the design parametric random variables and the design loads of different highway classes have little influence on the internal stability.Perhaps the internal stability is improved while light filler with high cohesion and big internal friction angle and high strength geosynthetics are used in the reliability design.The reliability tend to be safe while filler density accords with extremal typeⅠlargest distribution, the cohesion, internal friction angle, geosynthetics tensile strength and pseudo-friction coefficient accord with normal distribution.
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图 7 变异系数与抗拉稳定可靠指标曲线
Figure 7. Curves of variation coefficients and reliability index of antitensile stability
图 8 变异系数与抗拔稳定可靠指标曲线
Figure 8. Curves of variation coefficients and reliability index of anti-pulling stability
表 1 加筋土路堤设计参数
Table 1. Design parameters of reinforced embankment
设计参数 密度/ (g·cm-3) 粘聚力/kPa 内摩擦角/ (°) 筋材抗力/ (kN·m-1) 筋土似摩擦系数 等代土层厚度/m 均值 1.92 10 30 24 0.35 1.03 变异系数 0.12 0.08 0.11 0.1 0.1 0.201 概率模型 正态分布 正态分布 正态分布 对数正态分布 正态分布 极Ⅰ型分布 备注 汽车-超20级 
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表 2 分析结果
Table 2. Analysis result
设计参数 内部稳定可靠指标 随机变量概率模型 正态分布 对数正态分布 极Ⅰ型分布 密度/ (g·cm-3) 抗拉稳定 4.064 3.918 3.608 抗拔稳定 3.341 3.330 3.308 粘聚力/kPa 抗拉稳定 4.064 4.066 4.074 抗拔稳定 3.341 3.349 3.361 内摩擦角/ (°) 抗拉稳定 4.064 4.364 4.893 抗拔稳定 3.341 3.678 4.418 筋材拉力/ (kN·m-1) 抗拉稳定 4.022 4.064 4.100 筋土似摩擦系数 抗拔稳定 3.341 3.362 3.408
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表 3 计算结果
Table 3. Computation result
公路等级 高速 一级 二级 设计荷载 汽车-超20级 汽车-超20级 汽车-20级 汽车-20级 平均值/m 0.764 1.030 0.950 0.840 变异系数 0.108 0.201 0.110 0.203 概率分布模型 极值Ⅰ型 极值Ⅰ型 极值Ⅰ型 极值Ⅰ型
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