基于不完全数据的Q345大型角钢疲劳性能研究

为利用疲劳试验中出现的部分不完整疲劳试验数据,将不完全数据整体估计法与单点-似然法相结合建立兼顾效率和精度的概率S-N曲线模型。基于传统单点-似然法,充分考虑不完全疲劳试验数据出现的概率,利用极大似然原理建立带有不完全数据的三参数幂函数S-N曲线表达式回归分析方法,给出概率S-N曲线表达式。同时,对6根规格为∟160×12的大型Q345等边角钢开展疲劳试验研究,观察不同疲劳荷载作用下等边角钢的破坏特征,分析其疲劳寿命的变化规律。利用建议带有不完全数据的概率S-N曲线模型构建方法,建立Q345大型角钢的概率S-N曲线模型。结果表明,与传统单点-似然法的计算值相比,建议带有不完全数据的概率S-N曲线模型构建方法拟合的参数值S0、m和C分别仅相差1.61%、4.32%和4.15%;Q345大型等边角钢疲劳振动次数越多,缺口越整齐,脆性破坏特征越显著;疲劳寿命随荷载减小而明显增加,荷载由197.82MPa减小到169.28MPa时等边角钢的疲劳寿命增加了100.41%;建议方法能有效利用不完整疲劳试验数据建立概率S-N曲线方程。     

单元淘汰率对基于ESO算法隧道优化形状的影响

采用提出的误差面积作为指标,就单元淘汰率对基于ESO算法获得的最优隧道形状的影响进行了分析,研究表明:可以采用"误差面积"作为ESO算法精度的衡量尺度和迭代结束的准则;在ESO算法中,不同单元淘汰率获得的"最优"解是不相同的,不同单元淘汰率直接影响获得的隧道最优形状;单元淘汰率直接影响误差面积,总体上,单元淘汰率越小,误差面积越小,但在某些情况下,单元淘汰率越小,误差越大,单元淘汰率存在类似差分法中的"步长效应".     

不同电流密度下混凝土裂缝电沉积产物的分布特性

选用ZnSO_4作为电沉积溶液,以混凝土裂缝处电阻及裂缝填充深度为评价指标,研究电流密度对电沉积修复钢筋混凝土裂缝效果的影响及对沉积物矿物成分和微观形貌的影响。研究结果表明:经过电沉积修复36d,混凝土试件电阻显著增加,电阻增加速率随着通电时间增加而减小,电流密度越大,早期电阻增加速率越快,但裂缝填充深度越小。X射线衍射结果表明,沉积物主要矿物成分为ZnO。电镜扫描结果表明,沉积物颗粒大小随着电流密度增大而变大,电流密度越小,沉积物排列越有序,结构越致密。     

掺盐率对钢筋混凝土试件通电锈蚀特征的影响

为了寻求最接近自然锈蚀特征的通电锈蚀法,研究了不同掺盐率对钢筋混凝土试件通电锈蚀特征的影响规律,并进行了原因分析。试验结果表明:随掺盐率增加,试件锈蚀速度加快,氧化不充分锈蚀产物增多,与自然环境下钢筋锈蚀成分的差异增大;掺盐对混凝土中钢筋的锈蚀形态有显著影响,未掺盐试件中钢筋呈非均匀锈蚀特征,与自然环境下混凝土中钢筋的锈蚀形态相似,而掺盐试件中钢筋的锈蚀程度较为均匀,且均匀程度随掺盐率增大而增大;掺盐对试件停止通电后锈胀裂缝的发展有明显影响,停止通电后,钢筋锈蚀进程并不停止,且掺盐率越高锈蚀发展越显著,裂缝宽度增长越大。     

钢结构施工变形预调值及分析方法

一般情况下钢结构的设计位形只是施工的目标位形,不能作为确定构件加工和安装位形的直接依据。为保证施工的顺利进行以及竣工时结构的位形满足设计要求,施工过程中需对结构设置变形预调值。介绍了钢结构施工变形预调值的概念,构造了钢结构施工变形预调值计算的一般迭代法、正装迭代法、倒拆迭代法和分阶段综合迭代法。其中,一般迭代法可用来计算采用满堂脚手架法施工的钢结构变形预调值。正装迭代法可用来计算各种施工方法下钢结构的变形预调值,但当结构复杂杆件比较多时,分析过程中常出现算法不收敛的问题。倒拆迭代法收敛性高,但计算工作量较大。分阶段综合迭代法可以用来计算闭环复杂结构的变形预调值,克服迭代不收敛问题,其计算工作量较小。     

基于Monte Carlo方法的极值风速估计误差分析及其应用

采用有限实测风速样本估计重现期极值风速存在较大不确定性。为此，针对目前应用最为广泛的极大似然法估计广义极值分布，提出了基于Monte Carlo方法的极值风速估计误差分析算法，建立了依赖概型参数、样本容量和重现期的极值风速标准差广义数学表达式。结果表明：标准差随形状参数、尺度参数和重现期的增大而增大；随样本容量的增大而减小。结合我国4个气象站点(北京、喀什、福州、上海)实测风速数据，在进行数据地形修正、台风数据剔除的基础上，分析计算了各站点的重现期极值风速及其标准差，并与既有规范对比，当考虑抽样误差对极值风速预测的影响时，建议以一倍标准差作为量化标准更为合理。     

杉木目测等级规格材抗拉强度长度尺寸效应

以人工林杉木规格材作为研究对象,研究了不同目测等级下规格材测试长度与其抗拉强度之间的相互关系;通过斜率法和形状参数法求出了高、低目测等级组试件抗拉强度5%分位值和50%分位值的长度尺寸效应系数.结果表明:用非参数法求得的高、低目测等级组试件抗拉强度5%分位值的长度尺寸效应系数分别为0.12,0.25,50%分位值的长度尺寸效应系数分别为0.17,0.29,低目测等级组试件的长度尺寸效应系数大于高目测等级组试件;该长度尺寸效应系数可以在人工林杉木规格材的实际应用中使用;利用两参数威布尔分布拟合所测强度时,除高目测等级组试件抗拉强度5%分位值外,用形状参数法估计的参数与用非参数方法求得的参数的倒数近似.     

不同应力比下锈蚀钢筋混凝土梁承载力试验研究

通过对不同应力比下钢筋混凝土梁锈蚀量的对比试验,研究了荷载对钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀及钢筋混凝土梁承载力的影响。试验过程中施加持续荷载,各梁应力比分别为0、0.2、0.4,通过外加电流及浸泡于5%的NaCl溶液中进行加速锈蚀。试验结果表明,应力比对钢筋锈蚀及钢筋土梁承载力有影响,应力比越大,钢筋锈蚀就越严重,梁出现裂缝时的承载力及极限承载力越小。     

氯氧镁水泥混凝土中涂层钢筋的耐久性退化研究

采用氯化镁溶液浸泡加速锈蚀试验,对氯氧镁水泥混凝土中的涂层钢筋进行电化学试验,实测出表征涂层钢筋锈蚀的腐蚀电流密度;以腐蚀电流密度作为退化指标,用最小二乘法、矩估计法、最大似然法进行参数估计,在Weibull函数基础上建立涂层钢筋的锈蚀预测模型;同时采用扫描电镜、X射线衍射仪对涂层钢筋进行微观分析,判断涂层对钢筋的保护作用.结果表明:Weibull函数可以很好地反映涂层钢筋的退化过程,最小二乘法可以很好地描述涂层钢筋的耐久性退化过程,涂层钢筋的最终失效时间为38000d(104.1a)左右,可靠度为0.4时所对应的失效时间R(t_(0.4))为2960d(8.1a);涂层可以很好地保护混凝土中的钢筋,防止其发生锈蚀.     

基于Copula的中美基础材料行业股市尾部相关性研究

本文采用静、动态Copula函数以及基于秩的极大似然估计方法对中美两国基础材料行业股市尾部相关性进行研究;首先对样本数据进行重尾性质的简单描述,后采用静态和动态Copula相结合分析尾部相关性,在研究过程中加入金融危机影响因素;经过分析得出:美国基础材料行业股市收益率重尾特征明显高于我国,且两国样本数据分析结果显示左侧尾部相关性高于右侧;美国基础材料行业对我国基础材料行业股市左侧尾部具有明显映射效应,而我国能源行业对美国能源行业不具有映射效应;金融危机的发生使得两国该行业股市相关性显著增加,但这种增加只是暂时的。     

机制砂钢筋混凝土梁受弯与受剪性能试验研究

为了从机制砂骨料的细观指标出发,研究机制砂混凝土梁的受弯与受剪性能,选取了天然砂和3种机制砂,对比了不同骨料的颗粒级配、细度模数、石粉含量、MB值等材性指标,利用图像分析处理技术获取不同骨料的形状参数,通过试验对比了不同细骨料混凝土的工作性能、抗压强度和体积稳定性能;分别设计了受弯和受剪天然砂及机制砂钢筋混凝土梁,通过荷载试验,比较不同细骨料混凝土梁的开裂荷载、挠度曲线和承载力等受力性能指标。研究结果表明：采用延性参数与圆度参数可以反映不同类型骨料间的颗粒形状差异,颗粒级配合理、形状参数良好的机制砂混凝土的强度和长期干缩性能可以达到甚至超过天然砂混凝土的,机制砂和天然砂钢筋混凝土梁的受弯、受剪破坏形态相似,承载力与其混凝土强度相关,可采用现行设计方法对机制砂混凝土梁进行承载力设计。天然砂钢筋混凝土梁抗裂能力略优于机制砂钢筋混凝土梁的,为此,采用现行开裂荷载计算方法会高估机制砂混凝土梁的开裂荷载,建议对机制砂钢筋混凝土梁的开裂荷载设计进行适度调整。     

斜拉桥地震响应分析中阻尼矩阵精确估计研究

斜拉桥阻尼组成复杂,阻尼矩阵的精确确定比较困难,在假定斜拉桥子结构(梁、塔、索、支座等)的阻尼系数不随频率和振幅变化的情况下,利用状态空间方法计算了斜拉桥有阻尼频率和模态,提出一种根据已知少数振型阻尼比通过反复迭代求得阻尼系数及阻尼矩阵估计值的方法。利用斜拉桥非正交阻尼计算理论,结合参数敏感性分析和最小二乘法优化算法,可以精确计算斜拉桥各子结构的阻尼系数,得到斜拉桥阻尼矩阵的精确估计,为建立斜拉桥精确的有限元模型提供基础。     

基于PEST的地下水数值模拟参数优化的应用

本文介绍了参数优化工具PEST的工作流程与基本原理,并建立了一个理想地下水流动模型作为实际观测资料对4个参数进行优化。通过分析优化过程与结果:在参数设置为不同初值的情况下,PEST均能获得与真实值非常接近的优化结果,若初值与真实值越接近,优化迭代次数及调用模型次数越少。通过分析优化过程还发现:参数分区所占比例与参数敏感度有一定的相关性,分区面积越大,该参数敏感度越高;观测资料越丰富,优化结果与真实值越接近,反之优化结果误差较大,这对地下水网布设与优化起到一定的指导作用。     

基于Bayes理论的Logistic增长曲线模型参数估计方法研究

Logistic增长曲线模型是一种广泛应用的近＂S＂型的增长曲线模型,其3个参数不能用常规的最小二乘法来求解。本文将该模型参数视为随机变量,根据贝叶斯理论结合参数的先验信息和观测数据推断参数的后验分布,然后构造基于Gibbs抽样的MCMC数值计算过程并进行工程实例分析。数据分析结果表明,与其它估计方法相比,本文所提出的Bayes方法得到的是参数的分布且估计的结果优于其它方法,在给出参数估计值的同时还给出参数估计值的置信区间,使得工程决策可以考虑预测值的可靠性,在实际工程应用中具有一定的参考价值。     

正态分布下边坡稳定性二元指标体系研究

安全系数是边坡稳定性评价中的常用方法,在长期的工程实践中积累了丰富的经验,其最大的缺点是不能考虑边坡岩土体中实际存在的不确定性。可靠性理论可有效地考虑边坡系统内实际存在的不确定性和相关性,但是缺乏丰富的工程实践经验,因此,将工程实践经验丰富的安全系数与先进的可靠性理论相结合,建立安全系数与可靠性相耦合的二元评价体系具有重要的理论意义和应用价值。取影响参数的平均值,计算得到最大可能安全系数(中值安全系数)。设安全系数服从正态分布,取系列的最大可能安全系数和变异系数,计算得到边坡在不同最大可能安全系数和变异系数下的破坏概率Pf。将最大可能安全系数与边坡可靠性相乘,对最大可能安全系数进行折减,得到边坡可靠的安全系数。从折减后安全系数的极限状态中,计算出不同最大可能安全系数的临界变异系数和临界破坏概率。根据不同的最大可能安全系数及它的临界破坏概率,绘制出边坡稳定性分区图。选择典型的安全系数及相对应的可靠性,建立传统安全系数与可靠性耦合的边坡稳定性二元指标体系,由安全系数和可靠性共同度量边坡系统的稳定性。提供了小样本条件下,利用矩估计原理计算参数方差的方法,研究实例表明,边坡稳定性判别的二元指标体系是可行的。     

JRC-JCS模型与直剪试验对比研究

 结构面抗剪强度是影响工程岩体稳定的重要因素,它决定工程岩体破坏的可能性。基于结构面粗糙度系数定向统计测量技术的JRC-JCS模型可以考虑地质和环境因素的影响,具有费用低、速度快、简便易行等特点,是获取工程岩体无填充或少填充硬岩结构面抗剪强度参数的实用方法,已为50多个岩体工程提供了结构面抗剪强度参数。为分析JRC-JCS模型评价结构面抗剪强度参数的可靠性,选取天然岩石结构面试样,进行干燥状态和饱和状态结构面抗剪强度直剪试验和JRC-JCS模型评价的对比研究。结果表明,在结构面粗糙度系数的定向统计测量、尺寸效应分析,以及剪切过程衰减折减的基础上,运用结构面粗糙度系数定向统计测量技术的JRC-JCS模型评价的结构面抗剪强度参数与直剪试验结果具有较好的一致性,JRC-JCS模型对结构面峰值摩擦角有较好的预测能力。     

不完备概率信息条件下边坡可靠度分析方法

不完备概率信息条件下边坡可靠度估计是一个富有挑战性的问题。基于Copula函数提出了不完备概率信息条件下边坡可靠度分析方法。首先,简要介绍了基于Copula函数的岩土体抗剪强度参数联合概率分布函数构造方法。其次,定义了边坡稳定分析的名义安全系数,提出了边坡失效概率波动范围分析方法。最后以无限边坡稳定可靠度问题为例证明了所提方法的有效性。结果表明：不完备概率信息条件下边坡失效概率是不唯一的。抗剪强度参数间Copula函数类型对边坡失效概率具有明显的影响,这种影响直接导致了不完备概率信息条件下边坡失效概率的波动范围较大。边坡失效概率波动范围随名义安全系数的增大或失效概率的减小而增大。所提3种方法能够有效地缩小边坡失效概率的波动范围,提高了边坡失效概率的估计精度,从而为不完备概率信息条件下边坡可靠度分析提供了一条有效的途径。     

大口径预制直埋供热管摩擦系数的实验研究

为了满足集中供热对大口径预制保温管直埋敷设设计的需要,针对DN800、DN700、DN600三种规格的硬质聚氨酯保温、外护高密度聚乙稀保护壳的供热直埋管道进行了实验研究。通过对施工变量、运行变量的工程测量及计算得到三种规格的预制直埋供热管道与回填砂的摩擦系数样本值。按极大似然法原理计算出三种规格的预制直埋供热管和回填砂的摩擦系数以及样本方差的估计值,并按照摩擦系数和样本方差的估计值进行了摩擦系数的区间估计。分别给出了置信度为95%、99%下摩擦系数的置信区间。DN800、DN700、DN600等规格的摩擦系数极大似然估计值依次为0.31、0.28、0.24;置信区间依次为0.24～0.38、0.23～0.33、0.22～0.26。计算数据可供集中供热管道工程直埋敷设设计选用。     

大体积节理化岩体强度与力学参数

节理化岩体强度与力学参数可根据Hoek-Brown准则进行估计。然而，推广之后的Hock-Brown准则确定地质强度指标GSI时对岩体结构的划分缺乏定量的描述。当评价大体积节理化岩体的地质强度指标GSI时，为使大体积节理化岩体结构的描述定量化，引入Jv(节理数／m^3)。通过算例，说明了应用这一方法的具体过程，这为大体积节理化岩体强度与力学参数的估计提供了新的简便、经济、实用的方法。     

强度参数统计特性对边坡稳定可靠性的影响

由于对边坡强度参数统计特性考虑不全面,使得边坡可靠性指标计算值偏小,对应的失效概率偏大,常常超过10％,设计中难以采纳,造成地基可靠度规范的制定和执行进展缓慢。以某高速公路全风化花岗岩土质高边坡为工程背景,在分析土质参数统计特性的基础上,采用极限平衡理论和蒙特卡罗模拟法,系统地分析了土质强度参数的均值不定性、变异性、相关性、区间特性和空间变化性等对边坡稳定可靠性的影响。结果表明：土性参数的各种统计特性对边坡稳定可靠性均具有不同程度的影响。可靠性指标计算值随抽样距离的减小而增加,随 c 或φ均值的增大而增加,随c 和φ的变异系数的增大而减小,随 c 和φ相关系数绝对值的增大而增加,考虑区间性后可靠性指标计算值也明显变大。即变异性对边坡稳定不利,而相关性、区间性和空间变化性对边坡稳定有利。因此,准确而全面地考虑土质参数的统计特性,尤其是在参数变异性和相关性的基础上加以考虑土性参数空间变化性和区间性会更加符合工程实际,且计算结果趋于安全,有利于地基可靠度规范的推广运用和边坡工程的安全评价。