边坡场地勘探方案预期效果评价及优化方法

摘要

目前的勘探方案预期效果评价指标常未能反映物理过程且参数较难确定.此外，勘探方案优化框架中的勘探点布置策略往往依赖位置关系并需事先确定勘探范围.为解决上述问题，以不排水抗剪强度参数为例，提出并采用安全系数的均方根误差折减率期望（expected reduction rate of the root mean square error, ERRS）量化因融合参考勘探数据而导致的安全系数评估结果向参考安全系数集中效果的期望提升程度，并将其作为勘探方案预期效果评价的指标.此外，结合该指标和贪心算法构建了以优化勘探位置和数量为目的的勘探方案优化框架.ERRS指标计算过程采用乔列斯基分解中点法和改进贝叶斯更新方法离散参数完全及条件随机场实现，并基于多重二阶响应面代理模型替代确定性空间变异边坡稳定性分析，有效提高指标计算精度和效率.不排水饱和黏土边坡案例显示：提出的ERRS指标能够在无需确定复杂参数的情况下，获得与其他指标接近的评价结果；所构建的勘探方案优化框架能够在不事先确定勘探范围的情况下，得到指定勘探数量下更优的勘探点布置，进而获得更节省成本且预期效果较好的勘探方案.提出的指标和优化框架可为实际边坡工程场地勘探方案评价及优化设计提供参考.

关键词

边坡 / 场地勘探方案优化 / 空间变异性 / 贝叶斯更新 / 误差折减率期望 / 工程地质