非饱和黄土边坡失效概率计算程序

本程序是基于有限元的边坡可靠度分析程序，改进自Griffith教授 的非饱和黄土边坡稳定性计算程序

本程序使用强度折减法计算稳定系数，使用Monte-Carlo法计算失效概率；

将计算作业量，分成线程数量的段数，将作业量平均分配给每一个线程；

本程序使用MPI实现并行运算

程序文件

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slope_new/Subroutine.py
slope_new/slope2.f90

示例数据文件

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exmaple/1.dat
exmaple/1_c.txt
exmaple/1_phi.txt
example/1_gamma.txt !未给出
exmaple/1_mstd.txt
exmaple/1_grid.txt

结果文件 未给出

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1_fs.res
1_fail.res

前置安装教程

  1. Fortran程序前置安装：OpenCoarrays

以Ubuntu22.04安装Open-coarrays 2.9.2为例：

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sudo apt-get update
sudo apt-get install cmake gfortran
wget https://github.com/sourceryinstitute/OpenCoarrays/archive/refs/tags/2.9.2.tar.gz
tar xf 2.9.2.tar.gz
cd OpenCoarrays-2.9.2
makedir build
cd build
cmake ..
make
sudo make install

！若OpenCoarrays2.9.2 下载失败可手动下载并上传到/home/username/再解压编译安装

  1. 可选安装—后台运行Screen
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安装：
sudo apt-get install screen
列出全部会话：
screen -ls
新建：
screen
screen -S name
删除：
screen -S name -X quit ! 或在窗口内使用快捷键ctrl + D
放置后台：
使用快捷键ctrl+A再ctrl+D 
返回窗口：
screen -R
screen -r name
  1. Python程序须安装Python3.x ！无须安装在服务器中，仅做数据处理工作，在本地使用即可

程序运行依赖numpy库，可使用pip安装：

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pip install numpy

程序使用教程

  1. 运行Subroutine.py
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cd 代码所在目录
python ./Subroutine.py

根据提示操作即可使用教程

  1. 将生成文件与slope2.f90放在同一文件夹内（本文件夹即要上传的文件夹）

文件包括：

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xxx.dat
xxx_c.txt xxx_phi.txt xxx_gamma.txt #具体文件数量与设为随机的参数有关

dat文件详细

其他python程序使用文件（无需上传）：

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xxx_mstd.txt
xxx_grid.txt

Fortran程序—在服务器中运行

  1. 将上文中的文件夹上传至服务器并打开目录

  2. 编译命令：

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caf slope2.f90 -o slope
  1. 运行：
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cafrun -n 4 slope
！ 4代表线程数，可更改，若线程数报错改用下面的命令

或者：使用下面命令适用于多主机的情况，根据主机实际情况分配线程数。

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mpirun --host host1:40 host2:40 -n 80 filename
mpirun --host hostfile -n 80 filename !使用该命令须先创建hostfile文件
  1. 保存结果文件到本地与Subroutine.py文件放置在同一文件内

运行Subroutine.py程序并选择功能3计算失效概率，结果保存在xxx_fail.res文件内。

Subroutine.py程序使用方式

1. 输入项目名称xxx。

2. 选择功能（输入序号）。

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1. （首次使用）引导填写并重新生成xxx.dat和xxx_mstd.txt文件
   
2. 根据xxx_mstd.txt生成phi、c和gamma的值
   
3. 计算失效概率,并生成xxx_fail.res文件,储存失效概率
   
4. 生成xxx_grid.txt文件,储存网格点的序号(多层土的情况使用)
   
5. 根据xxx_mstd.txt重新生成某参数值

0. 退出程序(默认)

功能使用教程

  1. 第一次使用选择1填写xxx.dat和xxx_mstd.txt文件（也可直接修改示例文件来使用）

建议先查看示例文件

若填写过程中出现填写错误，可继续填写，等待填写完成再从生成文件内修改错误

功能4，可协助填写xxx.dat文件，后文介绍

  1. 再选择2根据提示进行选择（以内摩擦角和粘聚力为随机参数为例）
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请输入模拟次数:10000
请输入参数类型(10:内摩擦角,20:粘聚力,30:重度) 10
请输入分布类型(0:定值（默认）,1:正态分布,2:对数正态分布) 1
已生成xxx_c.txt文件!
请输入参数类型(10:内摩擦角,20:粘聚力,30:重度) 20
请输入分布类型(0:定值（默认）,1:正态分布,2:对数正态分布): 1
已生成xxx_phi.txt文件!

  1. 文件上传计算

  2. 计算完成后，将结果文件xxx_fs.res放置与本程序在同一文件夹内，运行程序选择3，结果保存在xxx_fail.res文件

功能4介绍（单层土不需要使用）

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！根据自己划分的每层土的单元格数（不是高度）填写即可，注意与ny1和ny2区分
请输入第1层土的厚度(竖向单元格数): 16
请输入第2层土的厚度(竖向单元格数): 5
已生成xxx_grid.txt文件!

xxx_grid.txt的内容复制到xxx.dat文件的以下位置：

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"Choose whether to set it as a random variable (the order is: phi c gamma,1 is random)"
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"Property group assigned to each element (etype, data not needed if np_types=1)"
（--------此位置--------）

"Pseudo-static analysis: Horizontal acceleration factor (k_h)"
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