在役钢筋混凝土渡槽时变模糊可靠度分析

为了更合理地评价渡槽结构在使用过程中安全性能随时间变化的情况,基于在役钢筋混凝土渡槽结构,考虑时间因素,并考虑混凝土碳化引起结构耐久性下降因素的随机性与模糊性,以渡槽结构混凝土碳化深度为基本控制参数,利用一次二阶矩法,建立了混凝土碳化深度随时间变化的时变模糊可靠度模型,运用MATLAB编制相应的程序,针对工程实例进行计算分析。计算结果表明:考虑时间因素,可以较好地反映渡槽结构随时间变化的动态可靠性指标,便于更加准确地掌握渡槽的检修时间;在以时间为因素的基础上,考虑变量的随机性与模糊性所得到的解比经典可靠度解偏小,这与实际工程相符,更加接近于工程真实情况,可为工程设计和后期维修提供更多的参考信息。     

矩形渡槽槽身结构时变可靠度分析

为分析服役期内渡槽安全度变化，将时间离散法引入渡槽结构时变可靠度计算中。基于工程实例，建立矩形渡槽槽身纵向和横向两个方向3个部位的承载力和抗裂极限状态方程以计算时变可靠度，用蒙特卡罗法的计算结果验证其精度，并与动态可靠度法计算结果进行比较。结果表明：渡槽结构纵向承载力可靠度随服役年限下降，尤其在服役后期降幅远大于横向承载力，纵向承载力极限状态为渡槽寿命的控制状态；纵向和横向抗裂可靠度较承载力可靠度下降均较慢；由于初始值不高，底板抗裂可靠度在服役后期略低于目标值；时间离散法计算结果整体误差相对较小，尤其对服役后期的结构安全性评价更精确，其计算精度比动态可靠度法更高，因此，应用时间离散法进行渡槽可靠度计算和安全性评价更为合理。     

内河高桩码头横向排架构件的模糊可靠度计算方法

针对在分析结构可靠度影响因素中随机性与模糊性的问题,引入模糊数学的理论,同时考虑相关影响因素,利用AHP-模糊二级综合评判法计算考虑抗力和荷载效应的模糊状态约束水平值,结合验算点法计算结构构件的模糊可靠度指标区间,对横向排架结构构件进行模糊可靠度分析。结果表明:AHP-模糊综合评判法可确定构件抗力与弯矩效应统计参数的模糊程度,可靠度指标对荷载效应的变化更为敏感,从而对横向排架构件的模糊可靠度指标区间进行计算,研究模糊可靠度计算方法在工程中具有一定的实际应用意义。     

在役钢筋混凝土渡槽多失效模式时变可靠度分析

传统渡槽可靠度分析大多只考虑失效模式的单一性,为此,基于混凝土碳化模型与钢筋锈蚀模型提出了在役钢筋混凝土渡槽多失效模式的时变可靠度计算方法。利用Monte-Carlo法建立了单一失效模式的时变可靠度与失效概率计算方法,在单一失效模式的基础上采用PNET算法给出了多失效模式时变可靠度模型,运用Matlab软件编写了程序,对某在役钢筋混凝土渡槽结构在单一失效模式与多失效模式下的时变可靠度与失效概率进行了计算分析,结果表明:考虑多失效模式的渡槽可靠度小于单一失效模式的可靠度,计算结果更加合理;考虑渡槽多失效模式的时变性,能更好地掌握结构可靠度随时间的变化情况,给渡槽结构的耐久性做出合理的评价;采用多失效模式时变可靠度对渡槽的可靠度进行计算,与单一失效模式计算结果相比更符合渡槽实际。     

闸室抗滑稳定的模糊随机可靠度分析

针对水闸观测数据偏少,水闸闸室稳定分析中出现的大量不确定因素等问题,在刚体极限平衡法的基础上,结合随机可靠度和模糊数学理论,对节制闸闸室抗滑稳定性模糊随机可靠度进行综合探讨。选取某水闸为例,考虑地基抗剪断参数的模糊随机性,对摩擦系数f、粘聚力c等模糊随机变量采用模糊截集,将闸室失稳状态和稳定状态之间的界限采用隶属度函数模糊化,考虑水平截集、参数负相关性、隶属函数的不同取值界限以及失效准则隶属函数选取对可靠指标的影响。对比计算结果可知,模糊可靠度更能真实反映闸室抗滑的稳定性,为闸室抗滑可靠性研究提供了一种新的方法。     

边坡工程模糊随机可靠度分析

将模糊随机理论应用于边坡可靠性评价当中,为了考虑随机变量的模糊随机性,引入稳定系数的隶属函数对边坡的实际工作状态进行模糊可靠评价。提出模糊随机极限状态方程的二次构造思想,即将模糊随机理论和响应面法相结合,首先利用响应面法进行一次构造,得到可靠度响应面函数,在此基础上借助隶属函数的补函数作为辅助,进行二次构造极限状态方程来计算边坡的模糊随机可靠度。结果表明,该方法计算简便、收敛速度快,克服了对模糊概率密度函数直接积分求解时过程复杂、耗费机时的缺点,具有较高的计算精度和广泛的工程实用性。计算所得到的可靠性指标更加能够真实地反映边坡的稳定状态,为边坡工程可靠性研究提供了一种新的方法。     

重力坝坝基深层抗滑稳定模糊随机可靠度分析

根据经典可靠度理论计算方法在重力坝抗滑稳定分析中的应用,深入考虑影响结构稳定性的基本变量模糊性以及失稳准则模糊性,得到重力坝模糊随机可靠度计算模型。该文选用当量转换的方法处理模糊变量;采用水平截集的方法处理失稳准则模糊性。应用工程算例验证,模糊随机可靠度方法在重力坝抗滑稳定分析中的合理性。     

岩土工程稳定性有限元分析的随机-模糊可靠度算法

岩土工程材料的物理力学特性的空间变异性决定了其物理力学特性参数同时包含着随机性和模糊性，是典型的随机-模糊变量。本文将模糊理论、信息理论、计算技术与岩土力学相结合，给出了岩土工程稳定性的随机-模糊可靠度的计算方法。该方法考虑了输出、输入数据的随机-模糊性，通过求取岩土材料物理力学特性参数的随机-模糊数字特征及概率分布，进而求得应力的随机-模糊数字特征，并引入安全裕度的隶属函数，依此计算出岩土工程的随机-模糊可靠度。最后通过算例验证了该方法可行。     

基于非概率可靠度理论的拱坝安全度评价

传统可靠性方法利用概率论和模糊理论处理结构不确定因素.应用非概率凸集模型处理结构的不确定性,结合有限元分析,通过结构材料不确定参数的区间运算,得到坝体单元的非概率可靠度指标.考虑坝体初始开裂位置的随机性,根据非概率可靠度指标最小单元依次破坏的准则来搜索拱坝所有可能的失效模式,得出各种可能失效模式下拱坝非概率可靠度指标的最小值即为拱坝的非概率可靠度.综合拱坝各种失效模式可以更合理准确地评价拱坝的安全度.     

梁式渡槽结构的抗裂可靠度分析

基于结构可靠度设计理论和方法,对梁式渡槽纵向抗裂能力及抗裂可靠度进行计算分析,得出了梁式渡槽抗裂可靠度的一般性算法,并结合实际工程加以验证。最后就混凝土强度的变异性及荷载的变异性对抗裂可靠度的影响进行了分析。     

水口船闸二闸室结构可靠度分析

针对水口船闸闸室结构加固问题，将钢筋混凝土非线性随机有限元应用于工程实际，就钢筋混凝土结构裂缝宽度的计算提出了合理而又便捷的算法。经过对水口船闸二闸室设计结构承载力极限状态下点的可靠度分布分析，找出了薄弱部位，并在此基础上进行正常使用极限状态限制裂缝宽度条件下的体系可靠度计算，结果表明正常使用极限状态的可靠度对原结构的安全性起控制作用，为闸室结构加固提供了可靠的依据。     

重力坝坝基多斜面抗滑稳定模糊体系可靠度研究

以基岩具有多斜面、多滑移通道的某实际重力坝工程为例,基于刚体极限平衡法,采用模糊理论和几种典型的体系可靠度计算方法,研究其典型坝段的坝基深层抗滑稳定模糊体系可靠度,探讨模糊理论中隶属函数形式、隶属度以及隶属函数中关键参数的取值对可靠度计算结果的影响。研究结果表明,采取限制失效概率模糊界限比的方法可使计算结果更具有参考性,考虑模糊性的抗滑稳定可靠指标的下限较常规可靠度计算值偏小,这在重力坝坝基抗滑稳定分析中应引起重视。     

JC法求重力坝可靠度的电算程序

结构的可靠度设计法由于考虑了变量的随机性及分布状态,比安全系数法更接近实际,将逐渐取代安全系数法而成为一种新的设计法。而 JC 法则是国际上通用的计算结构可靠度的有效方法。本文从可靠度的基本概念入手,向读者介绍了目前国际国内可靠度的实用计算法,并用 JC 法的电算程序(可求截尾的和不截尾的)算出了某一重力坝基面的抗滑、抗压、抗拉等极限状态的可靠度及相应的失效概率。结果和实际吻合良好。在目前阶段,可以用来验证和校核重力坝的安全性能。当《水工结构设计统一标准》开始实施时,本程序可作为设计程序用来设计、修改重力坝剖面等。     

基于模糊点估计法的水闸渗流可靠度分析

针对水闸观测数据偏少、水闸渗流分析中会出现大量不确定因素等问题,对水闸渗流进行模糊可靠度研究。模糊点估计法能同时考虑参数的模糊性和随机性,因此将该方法应用于水闸渗流可靠度分析。考虑闸基土质参数的模糊随机性,对闸前水位、闸基土质的土粒相对密度、孔隙率、各土层的渗透系数等模糊随机变量取不同水平截集,将同一水平截集得到的参数进行组合,通过统计矩法计算了水闸的渗流模糊可靠指标。选取运行多年的水闸为例,考虑隶属度函数的不同取值界限对可靠指标的影响,建议取值界限取3。通过该方法得到止水完好时水闸渗流安全系数为2.70,可靠指标为5.597;止水破坏时,安全系数为0.98,模糊可靠指标为-0.151。其计算结果与拉丁超立方抽样法(LHS)得到的可靠度指标比较,两者基本一致,说明该方法适用于水闸渗流可靠度分析。     

基于概率-模糊-区间混合模型和改进分枝限界法的重力坝可靠性分析方法

借助传统概率模型评估重力坝服役安全需明确参数的概率分布,而非概率区间模型所得结论难以准确度量重力坝服役可靠程度,因此,本文提出了基于概率-模糊-区间混合模型和改进分枝限界法的重力坝可靠性分析方法。基于原型、室内试验成果与安全监测资料,结合参数时变模型和区间反演分析方法,建立综合考虑随机变量、模糊变量和区间变量的重力坝可靠性分析混合模型;利用信息熵法和Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优化条件解耦混合模型,通过基于当量正态化法的验算点法(JC法)计算可靠指标;对传统分枝限界法加以改进搜索主要失效模式,采用Ditlevsen窄界限法计算体系可靠度,综合评估重力坝整体服役安全。工程实例分析表明,本文方法可求解多种不确定因素共存的重力坝可靠性分析问题,适用范围较广;计算结果仍为概率可靠指标,表明在符合重力坝运行规律的前提下所选定坝段存在滑动失稳的可能性,与大坝的实际服役情况相吻合。此外,建立的可靠性分析混合模型,经一定的改进和拓展后,亦可用于其他结构工程的可靠性分析。     

论水工建筑物的可靠性设计

主要由于替代惯用的单一安全系数法的分项系数极限状态方法被混同于可靠度分析法,至今特别在水工结构设计业界对其应用都存有争议。单一安全系数法包含了非随机性的工程经验因素和各类随机的不确定性,但不能区别各类随机不确定性的程度。可靠度分析法可以对各类不同程度的随机不确定性综合评价其失效概率,但不能计入目前对水工结构仍相当重要的工程经验因素。本文对若干导致争议的概念上的混淆作了澄清。在分项系数极限状态方法中各分项系数不仅可以区别各类随机不确定性的不同程度,且引入了表征工程经验的结构系数γd。因而显然要比单一安全系数法更为合理。目前为保持规范的连续性,各分项系数的取值总体上仍需和传统的安全系数相适应,因而实质上为多安全系数法,在安全水平的设置上与单一安全系数法并无本质差异。但它完全不同于可靠度设计方法,因为各分项系数独立确定,与目标可靠指标无关,且引入了结构系数。因而并无可靠度设计方法中的复杂理论、术语和统计样本不足等困扰。最后,简述了分项系数极限状态方法在《水工建筑物抗震设计规范》中成功应用的实例。     

基于有限元的边坡稳定可靠度改进一次二阶矩法研究

为研究岩质边坡岩体参数变化时的稳定性，提出一种基于有限元的边坡稳定可靠度改进一次二阶矩法。首先，针对边坡工程中广泛存在的隐式极限状态函数可靠性问题，定义极限状态函数为滑体极限状态下抗滑力与下滑力的差值，考虑黏聚力及内摩擦角作为随机变量并且服从独立正态分布，求出极限状态方程中随机变量的偏导数；然后，根据改进一次二阶矩法编写了求解边坡失稳概率和可靠指标的计算程序；最后，通过算例验证了所提方法的适用性。某库岸边坡可靠性分析结果表明，该方法具有计算流程简单、便于开展、节省机时、计算精度高的优点。     

模糊风险分析方法在水利工程中的应用

水利工程安全具有不确定性,属于模糊集合。根据水利工程安全的风险分析中存在众多模糊不确定因素的客观实际,以某河流洪水风险分析为例,对考虑与不考虑模糊性进行了对比,认为考虑模糊性所得结果较传统的风险分析方法所得结果更加合理。     

重力坝坝基失稳模糊-随机风险率计算方法研究

基于重力坝坝基抗滑稳定各影响因素的随机性、模糊性以及失稳准则的模糊性,研究了坝基失稳模糊风险数学模型的求解方法,建立了基于安全系数的模糊随机极限状态方程,对设计参数的模糊采用计算简便的α水平截集法,而对失效准则的模糊采用降半梯形隶属函数。工程实例计算表明：此方法比参数与失效准则均采用α水平截集法时得到的模糊风险率区间值更趋合理,模糊风险分析计算得到的坝体安全结论也与现行规范的确定性方法一致。     

桩基梁式多侧墙渡槽抗震可靠度研究

将桩基粱式多侧墙预应力渡槽分解为槽身部件、槽身、槽身＋槽墩等力学研究对象,对每一研究对象分别采用拟静力法、底部剪力法、振型分解反应谱法及H0usner方法,建立地震作用模式及地震可靠度计算模型,以不同模式下结构可靠指标口的均值来评价结构的抗震可靠性．计算了南水北调中线渡槽工程实例。结果表明：在水平地震影响下,槽身在槽墩上沿纵、横向的抗滑稳定是渡槽工程抗震安全最薄弱的两个方面,且横向比纵向更为不利;在中震影响下,渡槽的抗震可靠度满足规范要求,但抵御大震能力显著不足。