基桩桩端岩溶顶板稳定性模糊能度 可靠性分析方法

 基于岩溶区基桩桩端岩溶顶板稳定性影响因素取值的随机性、模糊性以及区间性特征,首先,采用三角模糊数表示计算参数取值可能性分布,以此为基础建立出同时考虑抗冲切、抗剪与抗弯作用的桩端岩溶顶板稳定性模糊极限平衡分析模型;其次,综合运用模糊数学理论、岩体质量分类指标RMR以及Hoek-Brown经验强度准则建立计算参数三角模糊数确定方法,并运用截集技术与区间数运算规则计算相应的安全系数模糊集;再次,在探讨功能函数之合理确定方法基础上,采用模糊能度可靠性理论,提出基桩桩端岩溶顶板稳定性模糊能度可靠性分析方法;最后,通过工程实例分析表明该方法的合理性与可行性,其为基桩桩端岩溶顶板稳定性分析与评价提供了一种新的不确定性分析方法。     

基于区间组合法的边坡稳定非概率模糊可靠性分析方法

根据边坡稳定性影响因素的随机性、模糊性以及岩土材料力学参数取值的区间性特征,采用非对称三角模糊数表示岩土力学参数取值可能性分布,并对试验数据进行区间模糊优化分析。将所得非对称三角模糊数转化成区间数,运用边坡稳定性分析的简化Bishop法与区间组合法建立边坡安全系数区间值及可能滑动面求解方法,避免了区间函数运算的区间扩张问题。将安全系数区间计算函数与给定安全系数值之差作为功能函数,利用非概率模糊可靠性分析方法计算不同截集水平下的模糊可靠性指标,进而得到其可能性分布曲线,并由可能性理论求得边坡失效可能度,从而建立了基于区间组合法的边坡稳定非概率模糊可靠性分析方法。工程算例表明,该方法具有一定的合理性,为边坡工程稳定性评价提供了新的途径。     

岩体质量分类区间非线性模糊评判方法研究

针对现有地下结构岩体质量模糊分类方法的局限性与不足,在考虑岩体质量分类影响因素的模糊性与层次性基础上,重点研究模糊矩阵加权运算的非线性特征及影响因素权向量与隶属度的区间性特征,通过引进非线性模糊矩阵合成算子、区间数学理论和区间数矩阵相对优势度分析方法,建立岩体质量分类的区间非线性模糊评判方法。该方法减少评判的主观性,更好地反映出不利因素对评判结果的影响,从而使岩体质量分类方法更趋合理化,并使其具有更强的可操作性。工程实例计算及其与同类方法进行比较分析均表明了该方法的可行性与合理性。     

岩溶区公路路基稳定性的区间模糊评判分析方法

针对现有岩溶区公路路基稳定性模糊评判方法的局限性与不足,在考虑岩溶路基稳定性主要影响因素的模糊性与层次性基础上,建立岩溶路基稳定性二级模糊综合评判模型,并通过重点探讨影响因素隶属度与权向量的区间性以及模糊矩阵加权运算的非线性特征,引入非线性模糊矩阵合成算子、区间数学理论和区间数向量矩阵的相对优势度分析方法,建立了岩溶区...     

基于区间变量的响应面可靠性分析方法

通过对响应面方法、区间变量和地下结构不确定性特点的研究发现:(1)响应面方法在具有不确定性结构的静力响应分析中具有相当高的准确性;(2)地下岩体结构物理、力学参数及力学响应的不确定性特征非常适合通过区间数进行表达,但结构功能函数解析表达式往往很难直接求出。因此,对基于数理统计特征的响应面方法进行了改进,提出了基于区间变量的响应面函数形式选取,试验设计方法及函数解析式的拟合程序。在此基础上,根据函数中自变量的特点,研究了区间变量函数值域区间的求解方法。其中结合响应面函数形式,重点研究了同一自变量多次出现的函数形式的值域求解方法和具体计算程序。从而形成了完整的基于区间变量的响应面非概率可靠性分析方法,利用该方法分析了某一工程实例,展示了其有效性和可行性。     

岩体地下结构围岩稳定非概率可靠性的凸集合模型分析方法

在岩体地下结构围岩稳定可靠性分析中,由于岩体的物理力学参数本身的特点,通常只能在岩体分类的基础上给出其变化的区间,要得到其概率密度分布函数和隶属函数是非常困难的。采用传统的统计概率和模糊概率模型得出的概率结论只具有理论上的意义。针对岩体地下结构围岩的特点,引进非概率的可靠性分析方法,采用凸集合模型描述基本参数的不确定性,将结构功能函数转化为仿射函数,对于给出了设计安全域的地下结构,利用仿射函数在凸集合域上求得响应输出区间,通过比较设计安全域和响应区间,确定其可靠性;对于没有明确给出设计安全域的结构,通过分析功能函数在凸集合模型上的均值与离差关系,给出其可靠性度量的非概率指标。在非概率凸集合模型分析方法中不必拟合概率密度函数和隶属函数,所需信息量少、准确度高,实例分析展示了凸集合模型分析方法的实用性。     

基于非对称三角模糊数的岩石抗剪强度参数确定方法研究

针对岩石抗剪强度参数的确定具有随机性与模糊性的特征,首先,采用非对称三角模糊数表示岩石抗剪强度参数取值的方法,以此反映岩石抗剪强度参数取值的区间性特征及可能性分布.其次,采用试验值与最可能计算取值的加权差平方及非对称三角模糊数计算值在某截集水平下的区间宽度之和作为目标函数进行模糊优化分析,并通过引进“3б”原则建立出非对称三角模糊数的合理截集水平确定方法,从而建立出基于非对称三角模糊数的岩石抗剪强度参数确定新方法,该方法不仅减少异常试验数据对最可能分析结果的影响,且能反映岩石抗剪强度参数取值的不确定性特点,为岩石工程不确定性分析提供力学参数取值新方法.最后,通过工程实测计算并与其他方法进行比较分析,表明该法的合理性.     

基坑支护方案确定的区间关联模糊优化方法研究

首先,在深入研究基坑支护方案确定之影响因素基础上,确定出其主要影响因素及评价指标,并根据影响因素与评价指标的层次性和模糊性特点建立出基坑支护方案确定的综合优化评价模型;其次,针对评价指标取值不确定性特点提出采用区间数表示其属性值的方法,并通过探讨有关区间属性值与区间数权向量确定方法及区间关联分析方法等问题,从而建立出基坑支护方案的区间关联度分析方法;然后,引进相对优势度分析方法,建立出基坑支护方案确定的区间关联模糊优化方法;最后,通过工程实例计算,并与其它分析方法进行对比分析,表明了该方法的可行性与合理性。     

地下结构岩体质量分类的变权重二级模糊综合评判方法研究

首先，在全面深入分析地下结构岩体质量影响因素的基础上，确定出其主要影响因素。然后，根据影响因素的层次性和各种影响因素对岩体质量分类影响的模糊性特点，引进模糊数学理论，建立地下结构岩体质量分类的二级模糊综合评判模型，并解决有关模糊评判隶属度与常权向量确定方法及其运算规则等问题，从而建立地下结构岩体质量分类的二级模糊综合评判方法。最后，引进变权处理的思想，建立岩体质量分类的变权重二级模糊综合评判理论与方法，减少评判的主观性，从而使评判结果更趋合理化。通过工程实例计算并与同类方法进行比较分析，分析结果表明该方法的可行性与合理性。     

挡土墙稳定性模糊随机可靠性分析

挡土墙稳定性的不确定性因素主要包括随机性和模糊性。基于模糊数学和概率统计理论,将模糊随机可靠性理论应用于挡土墙稳定性分析中。引入界限参数来确定模糊区域范围,用半梯形隶属函数表征状态函数从安全区、模糊区向破坏区的过渡,给出了模糊随机可靠性的计算方法。本文结合实例得出了在不同界限参数条件下的模糊可靠性指标,分析了模糊区界限参数的变化对模糊可靠性指标的影响,以及功能函数均方差对可靠性指标的影响,使挡土墙稳定性分析更为合理。本文为结构可靠性评价提供了新的思路,对其它工程设计有一定的指导作用。     

基于模糊可靠度的RC框架结构在地震作用下最可能失效构件的识别

计算结构体系可靠度的基础是对构件可靠度的计算,通过引入构件失效准则的模糊性,将构件失效作为模糊随机事件进行研究,通过计算得到构件在地震作用下的模糊随机可靠度,进而对RC框架结构在地震作用下最可能失效构件进行识别。结果表明：引入失效准则模糊性后,计算出的模糊随机可靠度指标要小于不考虑模糊性的常规可靠度指标,失效概率增大|选择不同的隶属函数分布形式和模糊区间对于模糊随机可靠度的计算均有一定的影响,所以在进行实际工程可靠度计算时,应根据实际情况选择合适的隶属函数和模糊区间。     

基于截尾概率分布的基坑突涌模糊可靠度分析

岩土工程可靠度分析中,计算参数具有随机性,稳定性评价具有模糊性。传统的Monte Carlo模拟方法计算可靠度时,往往假定参数概率分布在正负无穷之间分布,与真实情况不符,而且其计算效率也往往较低。规范推荐的基坑突涌验算公式,计算结果往往偏于保守。引入截尾概率分布的确定方法,对参数概率分布进行截尾处理;提出拉丁超立方抽样与最大熵原理结合来确定结构响应概率分布的方法,并将其与模糊可靠度原理结合,构建了基于抽样模拟的模糊可靠度计算模型;推荐了考虑土体抗剪强度的突涌验算公式。将所提方法应用于某深基坑工程突涌分析中,其结果表明,基于截尾分布的抽样可以有效避免参数抽样值为负数的情况,所提计算模型效率明显优于传统的Monte Carlo模拟方法,模糊可靠度的计算结果比经典可靠度更符合工程实际情况。     

建筑结构模糊可靠度置信区间的确定方法

按常规方法求出的模糊可靠度仅是一个平均值,对建筑结构来说,平均可靠度与实际可靠度可能会有很大的差异;同时对于小子样样本的结构应力和强度,难以对其分布与参数作出准确地测定,这就使得结构实际可靠度具有较大的离散性;因此有必要讨论在给定置信度下模糊可靠度置信区间的计算方法。本文给出了建筑结构中常见类型模糊可靠度的置信区间的确定方法。     

基于区间理论的挡土墙稳定性非概率可靠性分析

针对现有可靠性分析方法的局限性与不足,首先,根据挡土墙岩土力学参数取值的区间性特征,引入区间分析理论,视挡土墙岩土力学参数为区间变量,在确定出挡土墙稳定可靠性分析的合理功能函数基础上,建立出基于区间理论的挡土墙结构稳定非概率可靠性计算模型;其次,针对区间运算结果扩张问题,引入区间组合法和改进区间截断法,建立出挡土墙稳定性非概率可靠性分析的区间运算方法,进而建立出基于区间理论的挡土墙稳定性非概率可靠性分析方法;最后,将该方法应用于工程实例,结果表明了本文方法的合理性与可行性,并探讨了岩土力学参数对挡土墙稳定性非概率可靠性指标的影响规律,具有一定的工程参考价值。     

考虑隶属函数特性的边坡模糊可靠性分析

针对边坡工程岩土参数所具有的随机性、模糊性与区间性,根据隶属函数分布特征与截集技术提出岩土参数隶属函数截集取值方案,构建隶属函数不同分布形式的表征方法及其取值界限确定方法,建立基于截集技术与模糊点估计法的边坡模糊可靠性分析方法。通过两个典型算例不同工况计算结果的系统分析获得了岩土参数隶属函数分布形式、截集取值方案与取值界限对边坡模糊可靠度的影响规律。岩土参数样本数据量较少时可优先采用取值界限为±2.5σ的三角形分布与正态分布,对数正态与拟正态分布次之,而Beta(4,3)与Beta(4,4)分布将使模糊可靠度计算结果偏大。界限截集水平对计算结果影响程度显著,三角形、拟正态与Beta(4,3)分布的截集区间可取[0,1.0],正态与对数正态分布的截集区间可取[0.05,0.95],并选取隶属函数界限值与0.1间隔的截集水平值进行计算。获得了考虑隶属函数特性的边坡模糊可靠性分析方法,其将使边坡模糊可靠度计算结果更具合理性。     

沥青路面结构的模糊可靠度分析

指出结构的可靠度不仅与确定影响因素和不确定影响因素有关,而且与破坏准则的模糊不确定性有关,考虑到这些不确定因素的影响,利用结构可靠度理论和模糊数学,讨论和分析了结构破坏的隶属函数的内涵,并提出了一种计算结构模糊可靠度的公式,并以沥青路面为例进行了分析。     

Fuzzy-based optimised subset simulation for reliability analysis of engineering structures

This paper presents a numerical strategy for the efficient reliability assessment of engineering structures with random variables and fuzzy variables using fuzzy based optimised subset simulation (SS) approach. The proposed method relies on the performance function of the structure, which involves probability distribution functions and fuzzy variables for the modelling of the structural system. The values of the fuzzy variables for every alpha level are first obtained using the membership function. Therefore, the set values of the fuzzy variable bound the reliability of the structure, and this is evaluated using optimisation and efficient SS approach. The rationale behind the proposed strategy is to locate a failure domain or region where the objective function is minimised or maximised and compute the reliability using SS. The proposed algorithm in this study inherits the benefits of direct Monte Carlo approach in propagating the uncertainties associated with structural parameters but also demonstrate more robustness against the latter. The methodology can be applied to any engineering structures, and the applicability is demonstrated here, using a buried pipeline.