基于Copula理论的岩土体参数不确定性表征与边坡可靠度分析

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51509188
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0905.水工岩土工程
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Characterization of uncertainty in properties of rock and soil materials is the basis for reliability analysis and risk mitigation in geotechnical engineering. However, there exists a strong correlation among these geotechnical parameters, which requires a joint probability distribution function to characterize the statistical properties. Furthermore, there is large statistical uncertainty in the joint probability distribution function of correlated geotechnical parameters derived from a small sample. This project aims to propose a copula-based approach for the modeling and simulation of the multivariate distribution of correlated geotechnical parameters. By this approach, the multivariate distribution of correlated non-normal geotechnical parameters is constructed and used as input to conduct reliability analysis of geotechnical structures. Then, the technique for modeling the statistical uncertainty in the joint probability distribution function of correlated geotechnical parameters derived from a small sample is developed. The statistical uncertainty in the joint probability distribution function of correlated geotechnical parameters is further incorporated into the reliability evaluation of geotechnical structures. Finally, the copula-based approach is employed to model the joint probability distribution of shear strength parameters. The impact of copula selection on slope reliability is investigated. The left abutment slope of Jinping I Hydropower Station is used to demonstrate the application of the proposed approach. The project will improve the statistical characterization of uncertainty in correlated geotechnical parameters and evaluation of stability of geotechnical structures.
岩土体物理力学参数不确定性的定量表征是岩土工程可靠度分析与风险控制的前提,且岩土体参数存在相关性和具有小样本特性是岩土工程中一个客观存在的事实。本项目将提出基于Copula理论的岩土体参数多维分布模型构建方法,建立有限数据条件下岩土体参数多维非正态分布模型。提出有限数据条件下岩土体参数联合分布模型的统计不确定性模拟方法,研究考虑岩土体参数联合分布模型统计不确定性的岩土结构物可靠度评估方法。阐明基于Copula函数的岩土体抗剪强度参数多维分布模型对边坡可靠度的影响规律,揭示抗剪强度参数多维正态分布模型可靠度结果的失真机制。最后以锦屏一级水电站左岸高边坡工程为例研究Copula理论在岩体抗剪强度参数不确定性表征及边坡稳定可靠度评估中的应用。本项目对丰富岩土体参数不确定性分析理论、提高我国水利水电工程高边坡风险控制水平具有重要的理论意义和显著的工程应用价值。

结项摘要

在岩土工程可靠度分析与风险控制中,岩土体物理力学参数通常被视为随机变量。众所周知,不同岩土体参数之间存在一定的相关性,且实际工程中岩土体参数的试验数据非常有限。因此,有限数据条件下如何表征岩土体参数的相关性是岩土工程可靠度分析与风险控制亟待解决的关键问题。本项目主要围绕以下3个方面开展研究:(1)多维岩土体参数联合分布模型建立方法;(2)有限数据条件下岩土体参数统计不确定性表征方法;(3)考虑岩土体抗剪强度参数相关性的边坡可靠度分析方法。通过本项目研究,提出了基于Copula理论的多维岩土体参数联合分布模型构建方法,有效地解决了多维非正态岩土体参数联合分布模型建模的难题;提出了有限数据条件下岩土体参数联合分布模型的统计不确定性表征方法,建立了考虑岩土体参数统计不确定性的岩土结构物可靠度分析方法;研究了表征抗剪强度参数相关性的Copula函数对边坡可靠度的影响,阐明了不同相关结构对边坡单一失效模式可靠度和多失效模式系统可靠度的影响规律;最后以锦屏一级水电站左岸高边坡工程为例探究了所提方法在实际工程中的应用。研究成果丰富了相关非正态岩土体参数联合分布建模理论,对提高我国水利水电工程高边坡防灾减灾水平具有重要的理论意义和显著的工程应用价值。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(1)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(1)
专利数量(1)
Statistical characterization of shear strength parameters of rock mass for hydropower projects in China
我国水电工程岩体抗剪强度参数统计表征
  • DOI:
    10.1016/j.enggeo.2018.09.006
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Engineering Geology
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Tang Xiao-Song;Li Dian-Qing;Wang Xiao-Gang;Phoon Kok-Kwang
  • 通讯作者:
    Phoon Kok-Kwang
Copula-based earthquake early warning decision-making strategy
基于Copula的地震预警决策策略
  • DOI:
    10.1016/j.soildyn.2018.08.031
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    Soil Dynamics and Earthquake Engineering
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Wang J. P.;Tang Xiao-Song;Wu Yih-Min;Li Dian-Qing
  • 通讯作者:
    Li Dian-Qing
Joint Probability Modeling for Two Debris-Flow Variables: Copula Approach
两个泥石流变量的联合概率建模:Copula 方法
  • DOI:
    10.1061/(asce)nh.1527-6996.0000286
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Natural Hazards Review
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Tang Xiao-Song;Wang J. P.;Yang Wei;Li Dian-Qing
  • 通讯作者:
    Li Dian-Qing
抗剪强度参数概率分布的最大熵估计及边坡可靠度分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈旺旺;李典庆;唐小松;曹子君
  • 通讯作者:
    曹子君
Bayesian model comparison and characterization of bivariate distribution for shear strength parameters of soil
土体抗剪强度参数二元分布的贝叶斯模型比较和表征
  • DOI:
    10.1016/j.compgeo.2017.10.003
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    Computers and Geotechnics
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Zhang Lei;Li Dian-Qing;Tang Xiao-Song;Cao Zi-Jun;Phoon Kok-Kwang
  • 通讯作者:
    Phoon Kok-Kwang

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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