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。     

滑坡模糊可靠性评价的改进响应面法及优化研究

提出过无差点的改进响应面模型，并结合模糊随机理论求解滑坡的可靠性指标。首先，考虑到滑带土力学参数的模糊随机性，非线性程度较高，采用正态模糊隶属函数对参数样本进行模糊—随机处理，并作为优化模型的约束函数；然后，采用过无差点的改进响应面法将功能函数显式化为二阶近似函数，黏聚力和内摩擦角约束函数显式化为线性函数，基于二次规则方法，采用理性运动极限计算方法，寻找合理、有效而稳定的优化策略求解滑坡的目标功能函数；最后，采用一次二阶矩法计算滑坡的可靠性指标。改进的响应面法在迭代过程中通过中心展开点，优化过程可以收敛到精确的局部最优点，同时理性运动把每次寻优的空间缩小，在建立近似显函数展开点或构造点的怜域进行寻优，避免了优化迭代振荡、收敛速度缓慢或不收敛的缺陷，提升了优化速度并保证求解的有效性和准确性。计算方法保证了改进响应面法的精度，求得的可靠性指标考虑了参数模糊不确定性的影响，研究成果为拓展响应法的改进并应用于滑坡工程的可靠性评价领域起到一定的推动作用。     

基于极限学习机的边坡可靠度分析

对于边坡极限状态函数无法显式表达的情况,传统可靠度分析方法存在求解困难或计算量大的弊端。提出了一种基于FLAC^3D和极限学习机的边坡可靠度分析方法。利用均匀试验设计构造随机变量样本,基于FLAC^3D强度折减法计算随机变量样本对应的安全系数;通过极限学习机强大的数据拟合能力映射出安全系数与随机变量之间的关系,构造响应面功能函数;将蒙特卡罗模拟生成的大量随机数代入响应面获得安全系数,在此基础上,计算边坡的失效概率与可靠度指标。通过具体算例分析,并与其他方法对比,发现本文方法结果可靠、易于实现,为边坡可靠度分析提供了一种新途径,具有广泛的应用前景。     

土坝坝坡稳定性可靠度分析

本文以极限平衡理论和传统的安全系数为基础,用一次二阶矩法建立土坝坝坡可靠性分析的极限功能函数,对土坝坝坡稳定的可靠性进行分析,以清河水库除险加固工程为实例,探讨了土质随机变量的均值及其变异系数对其可靠指标的影响。得出采用定值安全系数与可靠指标结合进行土坝坝坡稳定性评价更为准确合理的结论。     

点可靠度计算方法进展

详细阐述了结构点可靠度计算方法，对改进的一次二阶矩法，JC法，几何法，高次高阶矩法，响应面法，蒙特卡洛法，随机有限元法等方法进行了分析。结果表明。对于极限状态方程线性或非线性程度不高的简单结构。用一次二阶矩法计算可靠度足以满足要求，且简单易行，对于大型复杂结构。其功能函数一般不能显示表达，大多是非线性的高次方程，应用响应面法，蒙特卡洛法，随机有限元法则具有一定的优势。     

基于简化的Bishop法的河道边坡可靠度分析

传统的极限平衡方法常将边坡中力学参数取为定值,通过求解安全系数来衡量边坡稳定性。忽略了实际工程边坡力学参数取值的不确定性。本文以巢湖流域派河段典型河道边坡为例通过河道边坡饱和状态下对应的简化Bishop安全系数公式积分形式,并基于可靠度理论建立考虑土体力学参数不确定性的简化Bishop安全系数积分形式的功能函数,利用改进响应面法及改进的一次二阶矩法研究不同坡度条件下边坡可靠度指标。研究结果表明,今后应从综合考虑满足安全系数标准与边坡可靠度指标两个方面,对河道边坡工程进行安全性设计。     

基于RVM-AFOSM模型的边坡可靠度分析

针对边坡稳定计算中的不确定性问题,提出基于相关向量机(RVM)的可靠度计算方法。模型利用RVM实现了对边坡安全系数的快速、准确估算,并推求模型导数,解决了传统计算的极限状态函数无法显式表达、难以求解导数的问题。随后,模型采用改进的一次二阶矩(AFOSM)进行可靠度计算,充分发挥其设计验算点位于失效面上的优势,使可靠度计算结果更加准确。对多层边坡实例的可靠度计算结果证明,RVM-AFOSM模型具有计算效率高、计算结果准确、简单易用等优势,因此基于该模型的边坡可靠度分析是可行的,具有良好的应用前景和工程价值。     

滑坡模糊可靠性评价的改进响应面法及优化研究

将模糊随机理论与改进的响应面模型结合求解滑坡的可靠性指标。首先,考虑到滑带土力学参数的模糊随机性,非线性程度较高,采用正态模糊隶属函数对参数样本进行模糊-随机处理,并作为优化模型的约束函数;然后,采用过无差点的改进响应面法将功能函数显式化为二阶近似函数,黏聚力和内摩擦角约束函数显式化为线性函数,基于二次规则方法,采用理性运动极限计算方法,寻找合理、有效而稳定的优化策略求解滑坡的目标功能函数;最后,采用一次二阶矩法计算滑坡的可靠性指标。改进的响应面法在迭代过程中通过中心展开点,优化过程可以收敛到精确的局部最优点,同时理性运动把每次寻优的空间缩小,在建立近似显函数展开点或构造点的邻域进行寻优,避免了优化迭代振荡、收敛速度缓慢或不收敛的缺陷,提升了优化速度并保证求解的有效性和准确性。计算方法保证了改进响应面法的精度,求得的可靠性指标考虑了参数模糊不确定性的影响,研究成果为响应法的改进并应用于滑坡工程的可靠性评价领域起到一定的推动作用。     

一次二阶矩法在水利经济评价风险分析中的应用

应用一次二阶矩法进行水利工程经济评价风险分析，研究目标函数为随机变量的线性组合和非线性组合情况，并给出算例。     

混凝土重力坝的结构可靠度分析

应用可靠度理论对混凝土重力坝进行结构稳定分析,方法采用一次二阶矩法。通过计算机编程,计算出了某重力坝基面抗滑和抗压两个极限状态的可靠度及相应的失效概率。结果与蒙特卡罗法计算结果对比分析相差在1%以内。说明一次二阶矩法可以作为混凝土重力坝可靠度的计算方法。     

基于四阶矩法的输电线路覆冰可靠度分析

架空导线长期处于复杂环境下,经常遭受覆冰影响。为了保证输电线路的安全运行,架空导线 的可靠度分析是十分必要的。以输电线路的导线强度失效为失效边界,选择导线的覆冰厚度和容许应 力为基本随机变量建立功能函数。采用简化的四阶矩法计算架空导线的可靠指标,并与一次二阶矩法 和基于ＭＡＴＬＡＢ的蒙特卡洛模拟法的结果对比。另外引入功能函数的峰度及偏度到可靠度分析中。结 果表明:四阶矩法的功能函数值及可靠指标普遍偏于保守,并且其可靠指标计算的结果相比一次二阶矩 法的结果依然可取。因此可将改进的四阶矩法应用于等高悬点输电线路的可靠度计算中。     

计算机模拟技术在大坝失效概率研究中的应用

失效概率计算是大坝风险评价的基础.计算机模拟分析法可以克服采用一次二阶矩法计算大坝失效概率时需将状态函数线性化、非正态随机变量当量正态化以及相关随机变量独立变换的困难.在分析了大坝主要失效模式的基础上,探索了可以直接求解失效概率的计算机模拟分析方法与步骤,结合大坝剪滑垮坝模式,研究了该模式状态函数及随机变量的分布规律,推导了产生皮尔逊Ⅲ型分布、极值I型分布、对数正态分布随机变量随机数的公式,利用编制程序对大坝剪滑失效模式进行了多次模拟,对模拟结果统计分析得到了剪滑失效概率的均值、标准差及95%的置信区间.     

南水北调中线工程某引水渠坡稳定的可靠性分析

讨论了复杂边坡可靠性分析方法，建立了边坡可靠性分析的模型；以南水北调中线工程某引水渠为例，着重研究了渠坡稳定的失效概率计算方法，将土的容重、内摩擦角、粘聚力作为随机变量，建立渠坡稳定可靠度分析模式，并将可靠度计算的Monte-Carlo法和全局寻优的遗传算法相结合，用FOR-TRAN90编制了计算程序，确定了渠坡的最危险滑动面及其对应的失效概率和可靠指标．     

可靠性分析在边坡稳定性中的应用

本文以一个简单的均质边坡作为计算模型,使用蒙特卡洛法,以粘聚力、摩擦角、岩体密度和潜水面为随机变量,以简化的Bishop法为边坡稳定计算方法,采用SLIDE软件计算了考虑随机变量的可靠性分析在边坡稳定性中的应用.从计算结果可以看出,常规的确定性计算结果对人们往往产生一定的误导,即使满足规范中安全系数要求的边坡工程,它依...     

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。     

基于响应面法的边坡稳定逆可靠度设计分析方法

岩土工程稳定性潜在失效风险问题日益引起人们的重视。分析了岩土边坡极限平衡理论特征，针对其滑动模式的稳定性系数计算公式为隐式表达，逆可靠度极限状态方程偏导数不易求解等问题，以极限理论中的Bishop模式为例，结合响应面途径，导出了将边坡稳定性系数隐式表达函数近似为显式二次多项式的简化方法。然后将其与基于一次二阶矩的结构逆可靠度算法融合，构建出基于风险控制的边坡稳定逆可靠度分析设计方法。基于该设计方法得出的方案具有可靠度与稳定性系数的双重控制指标。通过对示例边坡的拓展分析，阐述了该方法的实施过程，展示了边坡稳定失效风险与稳定系数的关系及相关因素对风险影响程度的分析方法。本文为边坡工程的风险设计提供了有效的可选途径。     

结构可靠度分析的一种实用方法及其时变预测

一次二阶矩方法是传统的可靠度方法，其精度受到验算点处极限状态方程非线形程度影响，将功能函数泰勒展开至二次项，形成二次二阶矩方法可提高可靠度精度，考虑验算点法在计算时要求进行不断迭代，为此在满足设计精度要求的前提下，提出不需迭代的一次性设计点直接进行可靠度计算，从而大大减少计算工作量，对结构在整个使用期内可靠度风险性随机预测，基于灰色理论，建立GM优化模型，求出结构时变可靠度。     

可靠性理论在强风化岩石边坡稳定性分析中的应用

为了对强风化岩块组成的岩石边坡的稳定性进行评价,通过一次二阶矩法、蒙特卡罗模拟和有限差分数值分析相结合的方法对其进行了可靠性分析和研究。首先,将岩石边坡等效为连续介质体,利用等效连续模型获得强风化岩石边坡的特征参数,之后,将岩石边坡的岩土材料参数定义为二维空间变异参数,并通过一次二阶矩法建立了变异参数的不确定性模型;然后,利用蒙特卡罗模拟了岩土参数的空间变异性;最后,利用有限差分的方法研究了协方差、相关距离对安全系数和可靠性指标的影响。结果表明:岩土工程参数空间变异性对特定岩石边坡的稳定性评价具有很大的影响;强风化岩石边坡的安全性评价不能仅凭单一参数值确定;随着岩石边坡参数协方差的增大,可靠性指标值逐渐减小,安全系数逐渐减小;随着自相关距离的增大,可靠性指标逐渐增大。因此,应在边坡常规分析和设计过程中充分考虑岩土工程参数空间变异性。     

土坡稳定Hasofer-Lind可靠度指标的计算方法

工程中较为常用的是Hasofer和Lind提出的不变二阶矩可靠度指标,可采用正交变换法、MonteCarlo法、优化等方法求解β值。使用优化方法求解Hasofer-Lind可靠度指标,避免了相关变量的独立变换以及求极限状态函数对基本变量的偏导数这两个问题。本文明确了Hasofer-Lind可靠度指标的物理意义,提出了Hasofer-Lind可靠度指标在Fortran语言中的优化求解方法,通过与Excel规划求解器计算结果对比,表明本方法计算结果可靠,多变量情况下可靠度指标能够迅速收敛。该方法直接在基本变量空间求解,与已有的利用Fortran语言编制的边坡稳定程序无缝连接,除了可以用于求解边坡稳定分析中c和φ相关问题之外,还可以计算考虑土工参数空间变异情况下的土坡可靠度指标。     

边坡稳定性分析的Sarma模式及其可靠度计算方法

推导了边坡Sarma力学模式稳定性分析的有关公式，揭示了其稳定性系数是隐式函数的特点，研究了该隐式稳定性系数的迭代计算方法。针对Sarma模式和经典响应面法的特点，将响应面中的有限元数值模拟以Sarma模式中隐含稳定性系数的迭代方法代替，而隐含稳定性系数迭代计算过程中随机变量的抽样则遵从响应面中的规则，将传统的响应面思路与Sarma模式结合起来，形成了一种新的边坡稳定可靠性响应面分析方法。最后采用此方法分析了某一边坡工程的稳定可靠性，并把分析过程与结果与蒙特卡洛模拟法计算结果进行对照，表明该方法计算效率较高，原理简单，精度满足要求。