考虑土体分层不确定性的边坡系统可靠度与关键失稳区识别方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51679174
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0905.水工岩土工程
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Seventy percent of geo-hazards in China are attributed to landslides, resulting in hundreds of deaths and significant economic losses, around 20 billions in RMB, per year. It is a necessary pre-requisite to determine soil layer boundaries for slope safety and reliability analysis. However, uncertainties in soil layer boundaries are unavoidable due to a limited number of site observation data. It remains a challenging task to quantify uncertainties in soil layer boundaries with a limited number of site observation data using traditional statistical analysis methods. This poses further difficulties in evaluating slope reliability and identifying slope failure mass. This project will develop a Bayesian approach that makes use of multiple-source information obtained during site investigation to characterize uncertainties in soil layer boundaries. Then, probabilistic methods are proposed to incorporate uncertainties in soil layer boundaries into determination of characteristic values of soil properties and efficient system reliability analysis and risk assessment of slope stability. In addition, effects of uncertainties in soil layer boundaries on characteristic values of soil properties, slope failure modes, and slope failure risk are systematically explored, and a method is also developed to identify key failure regions that control the slope failure risk. The project will not only lead to further advance in slope reliability analysis and risk assessment theory, but also provide technical supports to prevent landslides in China, which can be widely applied in slope engineering practice.
边坡失稳导致的滑坡灾害约占我国地质灾害总数的70%,每年造成数百人死亡,经济损失高达200亿元。准确描述边坡土体分层情况是合理分析边坡安全性和可靠性的重要前提。然而,由于岩土工程勘察中获取的勘探数据非常有限,土体分层的不确定性不可避免。有限勘探数据条件下传统统计分析方法无法合理表征土体分层不确定性,导致难以准确评价边坡可靠度和识别边坡失稳区。本项目将充分利用岩土工程勘察中获取的多源信息,提出一套基于贝叶斯理论的土体分层不确定性定量表征方法。在此基础上,建立考虑土体分层不确定性的土性参数标准值确定方法、高效的边坡系统可靠度分析与滑坡风险评估方法,揭示土体分层不确定性对土性参数标准值、边坡失稳模式和滑坡风险的影响规律,提出对滑坡风险起控制作用的边坡关键失稳区识别方法。本项目的研究成果不仅丰富了边坡可靠度分析与滑坡风险评估理论,而且为我国滑坡灾害防治提供了有效的技术支撑,具有广泛的工程应用前景。

结项摘要

受复杂地质成因影响(如母岩性质、搬运介质、沉积环境等),土体类别和土性参数随着空间位置的变化而不同,表现出一定的层状分布特征。根据勘察数据划分土层和确定土性参数是岩土工程勘察的重要任务。然而,由于勘探数据通常十分有限,导致土层剖面和土性参数的不确定性不可避免。定量地表征土体分层不确定性与土性参数不确定性是合理评价边坡稳定可靠度和滑坡风险的重要前提。为此,项目组首先开展土体分层和土性参数的不确定性定量表征方法研究,提出了基于静力触探试验和面波勘探数据的土体分层不确定性表征方法,探讨了影响土层边界不确定性的关键因素;建立了基于多源数据的土性参数不确定性定量表征方法,研究了土性参数不确定性的相互作用机制。在此基础上,建立了同时考虑土体分层和土性参数不确定性的边坡系统可靠度分析方法和考虑土水特征曲线不确定性的非饱和土坡鲁棒性可靠度分析方法,发展了基于随机模拟的滑坡风险定量评估和边坡关键失稳区识别方法。. 在项目支持下,发表学术论文30篇,其中SCI论文15篇,EI论文7篇;获得软件著作权2项、发明专利1项;培养博士毕业生5人,硕士毕业生2人。项目成果不仅对合理地确定边坡土体分层和土性参数、深化认识边坡失稳机理、丰富滑坡风险评估与控制理论等方面具有重要的科学价值,而且为滑坡灾害防治工作提供有效的技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(9)
专利数量(1)
Probabilistic characterization and simulation of realistic particle shape based on sphere harmonic representation and Nataf transformation
基于球调和表示和 Nataf 变换的真实颗粒形状的概率表征和模拟
  • DOI:
    10.1016/j.powtec.2019.10.007
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    Powder Technology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Nie Jia-Yan;Li Dian-Qing;Cao Zi-Jun;Zhou Bo;Zhang Ai-Jun
  • 通讯作者:
    Zhang Ai-Jun
Stepwise covariance matrix decomposition for efficient simulation of multivariate large-scale three-dimensional random fields
多元大规模三维随机场高效模拟的逐步协方差矩阵分解
  • DOI:
    10.1016/j.apm.2018.11.011
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Applied Mathematical Modelling
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Li Dian-Qing;Xiao Te;Zhang Li-Min;Cao Zi-Jun
  • 通讯作者:
    Cao Zi-Jun
Area failure probability method for slope system failure risk assessment
边坡系统破坏风险评估的面积破坏概率法
  • DOI:
    10.1016/j.compgeo.2018.11.017
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
    COMPUTERS AND GEOTECHNICS
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Li, Dian-Qing;Yang, Zhi-Yong;Zhang, Li-Min
  • 通讯作者:
    Zhang, Li-Min
考虑不确定性的土水特征曲线模型确定方法比较研究
  • DOI:
    10.13577/j.jnd.2018.0420
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    自然灾害学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张国萍;王林;曹子君;李典庆
  • 通讯作者:
    李典庆
Reliability analysis of unsaturated slope stability considering SWCC model selection and parameter uncertainties
考虑SWCC模型选择和参数不确定性的非饱和边坡稳定性可靠度分析
  • DOI:
    10.1016/j.enggeo.2019.105207
  • 发表时间:
    2019-10-03
  • 期刊:
    ENGINEERING GEOLOGY
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Li, Dian-Qing;Wang, Lin;Qi, Xiao-Hui
  • 通讯作者:
    Qi, Xiao-Hui

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其他文献

基于子集模拟的边坡可靠度分析方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    地下空间与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹子君;王宇;区兆驹
  • 通讯作者:
    区兆驹
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
基于广义可靠指标相对安全率的岩土工程设计安全判据
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李典庆;周强;曹子君
  • 通讯作者:
    曹子君
基于广义可靠指标相对安全率的地基承载力安全判据研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周强;黎康平;段亚辉;曹子君;李典庆
  • 通讯作者:
    李典庆
基于贝叶斯等效样本的土体杨氏模量的统计特征确定方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    防灾减灾工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹子君;赵腾远;王宇;王鹰
  • 通讯作者:
    王鹰

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软土地区高铁路基工后沉降的不确定性分析理论与可靠度设计方法研究
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AI项目解读示例

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

        graph TD
          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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