失效树模型在弧形钢闸门可靠性评估中的应用

针对影响弧形钢闸门可靠性的因素存在较大不确定性,本文引入失效树分析方法,建立了弧形钢闸门结构体系可靠性评估模型。该模型根据弧形钢闸门自身结构原因及运行条件,确定了影响弧形钢闸门可靠性的最小割集。通过对最小割集事件概率计算,得到弧形钢闸门可靠运行的概率,在理想条件下换算得到弧形钢闸门的可靠度指标,从而实现对弧形钢闸门可靠性评估。实例计算结果表明:某二级水电站弧形钢闸门可靠度指标为3.09,与极限状态值相比,认为是较为安全的;该计算结果得出的结论与该弧形闸门安全检测结论较为吻合,一定程度上验证了评估方法的正确性和实用性。     

用于结构可靠度分析的随机有限元法

本文在随机有限元理论和结构可靠度理论的基础上，以重力为例建立了可靠度分析计算模型，通过随机有限元可求出复杂结构的荷载效应，从而计算坝体及坝基内某点或沿某面强度及滑动稳定可靠度、根据计算模型，编制了随机有限元及可靠度计算程序，并对程度合理性进行难证，最后对实际工程进行了分析。     

基于子模型法的高堆石坝坝基廊道抗震安全性研究

国内深厚覆盖层上已建几座高土石坝坝基廊道都出现了开裂及止水破坏的现象，为了研究坝基廊道应力变形规律及抗震安全性，采用基于动力子模型法的三维非线性有限元，对２４０ｍ高的长河坝心墙堆石坝的坝基廊道进行了研究，动力计算中坝体材料及覆盖层采用考虑围压效应的Ｈａｒｄｉｎ－Ｄｒｎｅｖｉｃｈ模型，以基于薄层单元形式的接触单元模拟各种接触面。计算结果表明，坝基廊道加速度和动位移等动力反应较小，动力条件下廊道应力较静力条件下有所增大，由于动强度的提高，廊道的应力状态较静力条件没有恶化。     

复杂工况下风力机机舱底座的可靠性设计

基于有限元分析法和应力强度干涉理论,提出了复杂工况条件下机舱底座的可靠性设计方法。根据风电场风资源特性修正风模型计算机舱底座各种极限工况载荷,分析了机舱底座静强度和应力-强度分布,计算了可靠度值。将计算结果与机舱底座可靠度目标分配值进行对比分析,结果表明该方法有效。     

钢管混凝土系杆拱桥空间建模技术及其动力特性分析

桥梁结构的动力特性是其动力性能分析的重要参数,包括自振频率、振型及阻尼比等,它反应了桥梁的刚度指标,因此它对于正确地进行桥梁的抗震设计、车振分析及抗风稳定性分析等都有着重要的意义。针对某一市政钢管混凝土系杆拱桥,建立其正确的有限元模型,使其计算结果为动力测试提供帮助,并对桥梁的可靠度进行评价。因此本文首先研究桥梁的建模技术,并对桥梁进行动力特性计算,得到其模态参数,为该桥的动力测试提供一些参考,也为该桥的检测加固提供理论数据;同时对桥梁的动力性能做出评价,这有助于对桥梁的安全诊断评估。结果显示,该桥梁的实际刚度较大,整体性能较好,具有良好的动力性能。     

基于土拱效应的桩网结构路基稳定性可靠度分析

基于路基土拱效应的应力集中现象,并考虑荷载及土体参数的变异性,建立了桩网结构路基稳定性的可靠度计算模型,给出了可靠度分析的计算方法及流程。以某一典型高速公路桩网结构路基进行稳定性分析为例,分别利用安全系数法和可靠度方法设计了该桩网结构路基加固桩长度,并基于荷载及土体参数变异性,对可靠度指标进行了敏感性分析,结果表明:荷载及土体参数的变异性对桩网结构路基的稳定性影响显著,利用可靠度方法来计算桩网结构路基加固桩长度的设计更为安全和合理;需要特别注意第二层土的极限侧阻力及路基面附加荷载变异性的影响,而路基填料内摩擦角及加固桩极限端阻力可当作常量来处理。     

强度参数对土坡稳定可靠度指标的影响分析

 从影响土坡稳定的主要因素——强度参数c,φ出发,建立考虑数值变化的定值模型、建立考虑变异性及互相关性的随机变量模型和建立考虑自相关性的随机场模型,采用简化毕肖普法和Rosenbleuth法,着重研究强度参数c,φ对土质边坡可靠度指标的影响。从研究成果中并获得了一些可供工程设计借鉴的有益结论：c对土坡稳定影响较小,但φ在边坡稳定的计算中是最敏感的因子,其数值和变异性对安全系数和可靠度指标计算结果影响很大,在作计算时要求所提供φ的数据应更为精确;在实际工程计算中未考虑强度参数c,φ的互相关性和自相关性得到的可靠度指标较实际工程中的要小,是偏安全的,可作安全储备。     

基于有限元法的E-K模型参数敏感性分析

模型参数的确定是数值分析过程中的重要环节,合理把握参数的选取原则,可大大提高结构分析的可靠度以及参数反分析的计算效率.本文借助有限单元法考察了E-K模型参数变化对一个均质堤坝的位移和应力值的影响程度.通过分析明确了E-K模型中各参数对计算结果的敏感程度,同时提出了模型参数的选取原则.     

钢筋混凝土梁的体系可靠度

钢筋混凝土梁正截面承载能力极限状态下的可靠度问题可认为是一个体系可靠度问题。笔者在分析研究构件材料及工作过程的基础上,提出了构件体系可靠度的计算模型及方法,还以实例说明了体系可靠指标与截面可靠指标在不同情况下的差别。以引起对构件可靠度的系统认识。     

UM模型下不同墙背坡比重力式水工挡土墙可靠度分析

对6m高、不同墙背坡比的重力式水工挡土墙,通过未确知有理数（UM模型）,计算其结构可靠度指标,分析了在安全系数近似相等时,不同墙背坡比重力式水工挡土墙安全程度的关系,得出了在特定条件下,抗滑移和抗倾覆的安全系数近似相等时,其对应安全程度基本一致,并对此规律进行了进一步的展望。     

木头峪水源地廊道取水允许开采量计算

简要分析了廊道的水流特征,通过引入等效渗透系数,构建廊道取水的渗流-管流耦合模型,并用之于陕北佳县木头峪水源地廊道取水工程,确定了开采方案,同时计算了开采方案枯水期廊道取水的允许开采量,最终确定木头峪地下水廊道开采方式允许开采量为16 900 m3/d。建立的廊道取水数学模型能较好地反映廊道的水流特征。     

确定概率临界滑面的简化方法

在对边坡进行可靠度分析时,通常选择强度参数均值对应的确定性临界滑面或最小可靠度指标对应的概率临界滑面作为计算滑面,前者为确定性滑面上的可靠度指标,并非最小可靠度指标,后者作为边坡体系可靠度的近似,更接近于边坡的实际破坏概率。Hassan和Wolff提出的概率临界滑面计算方法,基于强度参数的特定组合,进行几次稳定性计算确定最小可靠度指标对应滑面,简便易行,无需专用的可靠度分析软件。为证明该方法的有效性,将其运用到简单均质土坡与非均质土坡算例中,并将工程中常用的正交设计运用到可靠度计算中,进行对比分析。结果显示:2个算例均表明最小可靠度指标对应的滑面与参数组合中最小安全系数对应的滑面相一致。因此,在工程应用中,可以采用该方法确定最小可靠度指标对应滑面。     

基于正交试验和神经网络的堤防边坡抗滑稳定可靠度研究

对于功能函数不能显式表达的边坡类等复杂结构,不方便采用传统的可靠度理论计算其失效概率,因而采用BP神经网络模型代替边坡失效的隐式函数,通过神经网络强大的非线性拟合能力进而构造边坡抗滑稳定可靠度分析的功能函数,并结合蒙特卡洛方法计算边坡抗滑稳定的失效概率。采用正交试验选取网络训练所需的样本点,利用有限元强度折减法计算样本点的抗滑稳定安全系数。通过算例研究了以内摩擦角和黏聚力为随机变量的堤防边坡抗滑稳定的失效概率,验证了该方法操作的简便性与结果的合理性。     

三峡大坝动力反应及抗震安全评估

在三峡工程论证过程中应用多种离散模型及计算分析方法， 对溢流及厂房坝段进行结构动力分析， 并进行抗震可靠度研究， 应用 《７８ 规范》及基于随机变量动力可靠度理论的 《新规范》， 对两个坝段在设计地震作用下的抗震强度安全和抗滑稳定安全进行分析评价。结果表明， 三峡大坝能够抗御 ７ 度设防地震。同时根据研究成果提出进一步提高大坝实际抗震能力的建议。     

基于改进Kriging代理模型的土质边坡稳定可靠度分析方法

提高土质边坡稳定可靠度计算的精度和效率对工程设计具有重要的意义,为此提出了基于改进Kriging代理模型的土质边坡稳定可靠度分析方法。首先采用基于模拟退火的粒子群算法优化Kriging模型相关参数,并以一典型算例验证了该模型的良好函数拟合能力。接着将改进的Kriging模型作为边坡极限状态函数的代理,通过拉丁超立方抽样获得样本点,并由有限差分强度折减法计算样本点对应的响应值,利用基于熵理论的学习函数逐步更新代理模型,直至达到精度要求,进而基于该模型通过蒙特卡洛模拟评估边坡失效概率。最后,以一双层土质边坡问题为例,研究了所提方法的有效性。结果表明:所提方法不仅能够逐步提高计算精度,且极大地降低了计算量,为复杂边坡稳定可靠度问题提供了一种高效的评估方法。     

有限差分强度折减法中融合蒙特卡洛思想的边坡可靠性分析

可靠性分析是边坡工程研究的热点之一,但目前基于强度折减方法的边坡可靠度分析研究较少,文章主要是在有限差分强度折减法基础上融合蒙特卡洛思想进行边坡可靠性分析.其研究思路为:首先详细概述了边坡可靠性分析原理及边坡可靠度分析统计模型;其次,介绍了有限差分强度折减法及蒙特卡洛思想,并将蒙特卡洛思想引入边坡有限差分强度折减模型,...     

抽水蓄能电站库底及库周廊道配筋计算分析

为了研究圆拱直墙式廊道圆拱中心角、廊道埋深、衬砌厚度、断面高宽比以及衬砌的混凝土强度等级对抽水蓄能电站库底及库周廊道衬砌配筋的影响,采用边值法计算方法,引用理正岩土程序6.5对抽水蓄能电站库底及库周廊道衬砌内力和配筋进行计算,结果表明全库盆防渗水库库底和库周廊道内、外侧的配筋面积随圆拱中心角、廊道埋深、衬砌厚度、断面高宽比以及衬砌的混凝土强度等级的改变而呈现一定规律的变化,尤其是廊道底板内外侧配筋面积变化较大,该结果可以为抽水蓄能电站全库盆防渗水库库周及库底廊道设计提供参考依据。     

小浪底引黄工程盾构段管片应力及变形计算

采用梁-弹簧模型计算法,对小浪底引黄工程盾构段管片进行了有限元分析计算,结果表明该盾构段管片强度及变形满足规范要求,工程安全符合要求。     

某抽水蓄能电站上库面板坝极限抗震能力研究

选取某抽水蓄能电站工程上水库面板坝,建立了坝体和库区的三维非线性有限元模型,在静动力有限元分析的基础上,采用可靠度动力安全系数法和地震永久变形极限状态法,研究了上库坝体的极限抗震能力。采用可靠度动力安全系数法,计算表明地震峰值加速度为760.6cm/s~2时下游坝坡已达到安全极限;采用地震永久变形极限状态法,计算表明地震峰值加速度为795.7 cm/s~2时坝体达到永久变形极限状态,由此确定上库坝体的极限抗震能力是当地震动峰值加速度760cm/s~2时。研究分析认为,该两种方法均可用以计算坝体的极限抗震能力。     

基于有限元方法的重力坝强度可靠度计算

有限元方法正逐渐广泛地应用于重力坝应力计算。借助蒙特卡罗数值模拟的有限元可靠度分析能较为准确地计算出重力坝强度可靠度,计算中考虑上游水深、上游泥沙高度、材料强度、材料密度、扬压力折减系数,作为随机输入变量。进一步研究随机输入变量对强度可靠指标的敏感性,得到了一些重要的结论,指出了影响强度可靠度指标的最敏感因子即上游水位和材料强度指标。算例表明借助蒙特卡罗数值模拟的有限元计算大型非线性复杂结构的可靠度简便可行,计算结果能达到所需的精度要求。