5、岩土工程中的不确定性问题及相关研究

岩土工程中的不确定性问题及相关研究

1. 岩土工程不确定性概述

岩土工程中存在诸多不确定性，主要涉及土壤性质估计和岩土模型方面的不确定性。在估计特定土壤性质时，必须考虑并分析土壤参数的不确定性。贝叶斯概率方法作为一种实用工具，在参数识别和模型类别选择这两个应用方面具有重要作用。鉴于复杂的更新概率密度函数（PDF），还回顾了几种可用的数值模拟方法。

在岩土工程中，对于松散（或正常固结）土壤和密实（超固结）土壤，存在一个基于临界状态的非线性摩尔 - 库仑模型，即所谓的 SIMSAND 模型。其公式如下：
[
M =
\begin{cases}
\frac{6 \sin \varphi_c}{3 - \sin \varphi_c} & \text{（压缩状态）} \
\frac{6 \sin \varphi_c}{3 + \sin \varphi_c} & \text{（拉伸状态）}
\end{cases}
]
指数形式和幂形式都符合实验结果，因此可用于描述土壤的特性。

2. 非饱和土的土壤保水特性

非饱和土的土壤吸力是不饱和土力学发展的重要因素。它对土壤抗剪强度、渗透性和压缩性都有重要贡献。以下是对相关研究的总结：
- 土壤 - 水特征曲线（SWCC） ：解释了土壤 - 水特征曲线，并总结了其影响因素，包括土壤结构、应力历史、初始含水量、试样厚度、压实状态等。例如，Vanapalli 等人（1999）研究了土壤结构和应力历史对压实冰碛土土壤 - 水特性的影响；Iyer 等人（2013）探讨了初始含水量和试样厚度对细粒土