Научный архив: статьи

Цель исследования – сравнение подходов к количественной вероятностной оценке устойчивости однородного склона методом Монте-Карло с использованием стандартного инженерного программного обеспечения и расширенного статистического анализа, а также оценка влияния выбора закона распределения на итоговый расчет вероятности обрушения. Методы. В качестве базового инструмента использован программный комплекс GeoStudio для детерминированного и вероятностного расчета коэффициента устойчивости FS четырьмя методами (Феллениуса, Бишопа, Янбу, Моргенштерна – Прайса). Для углубленного анализа реализовано моделирование по методу Моргенштерна – Прайса с помощью надстройки @RISK в MS Excel. Статистическая обработка результатов и идентификация законов распределения выполнены с использованием языка программирования R (пакет fitdistrplus), в том числе с применением графика асимметрии – эксцесса Каллена – Фрея.

Результаты. Статистический анализ эмпирического распределения коэффициента устойчивости выявил его положительную асимметрию и близость к распределениям экспоненциального типа (Вейбулла, гамма и т. д.). Аппроксимация данных распределением Вейбулла приводит к значению вероятности обрушения, в 33.8 раза превышающему оценку, полученную в предположении о нормальном распределении FS.

Выводы. Стандартные инженерные программы обладают ограниченным набором функций для адекватного вероятностного анализа. Без дополнительной статистической валидации их использование может привести к грубой недооценке риска из-за необоснованного предположения о нормальном законе распределения коэффициента устойчивости. Для корректной оценки вероятности обрушения необходим этап идентификации эмпирического распределения коэффициента устойчивости с использованием специализированного статистического инструментария. При моделировании устойчивости склонов рекомендовано рассматривать асимметричные распределения (Вейбулла, логнормальное).