相关非正态变量变换时相关性变化对可靠度的影响

为了系统定量地分析相关非正态变量变换到相关标准正态变量时相关性变化对结构可靠度的影响,首先通过结构可靠度计算中常用的正交变换和Nataf变换来定量地考虑这种相关性的差别.然后,给出了通用的基于正交变换和Nataf变换的FORM方法可靠度计算步骤.最后,以相关对数正态分布变量为例,系统地比较了Nataf变换后的相关标准正态空间中等效相关系数和原相关系数间差别,分析了相关系数变化对可靠指标的影响程度,并探讨了可靠指标变化程度随相关系数变化程度的变化规律.算例结果表明,当相关非正态变量的变异系数较小时,采用正交变换的FORM方法计算精度很高,尤其是变量间正相关情况.但是当相关非正态变量的变异系数较大而且是高度负相关时,正交变换的结果与蒙特卡罗模拟结果差别非常大,而Nataf变换的结果始终与蒙特卡罗模拟保持了较好的一致性.因此,含相关非正态变量的结构可靠度计算应该考虑映射变换时相关性的变化,建议优先采用Nataf变换方法.     

含相关非正态变量边坡可靠度分析的子集模拟方法

提出了分析含相关非正态变量高维小失效概率可靠度问题的子集模拟方法,采用Nataf变换方法成功地解决了输入变量相关时子集模拟方法样本点的模拟问题.编写了基于MATLAB语言的计算程序SUBSETREL,并以岩质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:该子集模拟方法能够有效地分析含相关非正态变量高维小失效概率的边坡可靠度问题.子集模拟方法的计算精度和蒙特卡洛模拟方法相当,计算效率远远高于传统的蒙特卡洛模拟方法.此外,该方法在分析含有复杂的隐式及非线性功能函数的边坡可靠度问题方面体现出明显的优越性.研究成果极大地拓展了子集模拟方法在边坡可靠度分析中的应用.     

基于Hermite正交多项式逼近法的重力坝可靠度分析

提出了结构可靠度分析的Hermite正交多项式逼近法.首先介绍了Hermite多项式的基本性质,通过数值检验,证明Hermite正交多项式可以很好地逼近各种经典理论分布的概率密度函数曲线,尤其在宽区间两端拟合得非常好,一般来说,4阶Hermite多项式就可以达到满意的精度;其次,给出了基于Hermite正交多项式的结构可靠度计算步骤;最后以重力坝可靠度问题为例证明了所提方法的正确性和有效性.结果表明:Hermite正交多项式逼近法是重力坝可靠度分析的一种有效方法,Hermite正交多项式逼近法可以方便地分析输出随机响应量的统计参数以及输出响应量和输入变量间的相关性.     

基于无味变换的边坡可靠性分析

岩土工程不确定性问题是近年研究的热点之一,以边坡可靠性分析为出发点,通过介绍无味变换原理,给出基于无味变换的边坡可靠性分析方法及实施步骤,借助已有研究中的均质边坡和分层边坡算例,探讨了基于无味变换的边坡可靠性分析方法的合理性和适用性,结果表明：基于无味变换原理开展边坡可靠性分析可不依赖于变量的分布类型,应用方便且计算效率高;在分析可靠性较高的边坡时,由于失效概率量值较小,引起的相对误差较大,应谨慎选择,但对于工程上更为关注的可靠性较低（较高失效概率,P_f>7%）的边坡,与蒙特卡洛方法相比,基于无味变换方法的计算结果相对误差约在5%以内,且变量相关系数的变化引起的误差波动较小,适用性较好。     

基于高维正态积分的串联结构系统可靠性研究

针对串联结构系统可靠性问题,根据一阶可靠性方法,把串联结构系统的失效概率表示为高维正态积分的形式,提出一种有效的计算高维正态积分方法.采用积分变换法将高维正态积分转换为单位超立方域内的高维积分,采用准Monte Carlo方法求解,建立了新的串联结构系统失效概率求解方法.将本文方法和4种近似方法以及精确解进行了比较,研究了该方法的计算精度.最后,进行了某一潜水器结构系统可靠性计算,计算结果表明该方法计算精度较高.     

λ-f域抛物Radon变换多次波压制方法

空间截断效应降低传统Radon变换压制多次波的精度.提出一种λ-f域抛物Radon变换方法,与传统最小二乘抛物Radon变换相比,地震数据变换到λ-f域后表现为直线的映射,更便于设计滤波函数,从而有效消除传统多次波压制过程中空间截断效应的影响.另外,新变量λ的引入,使Radon正反算子成为与频率无关的矩阵,可大幅度提高计算效率.理论模型和实际海洋地震数据多次波压制试算结果表明,提出的λ-f域抛物Radon变换法可有效实现多次波压制,提高地震数据的信噪比,具有较强的实用性.     

一般力学初值问题两类变量的广义变分原理

为了建立一般力学初值问题两类变量的广义变分原理,首先明确两类变量的基本方程,应用Laplace变换将基本方程变换到像空间,按照广义力和广义位移之间的对应关系,将各基本方程乘上相应的虚量,代数相加,进而建立了一般力学初值问题的像空间中两类变量的广义变分原理.然后,用Laplace逆变换将像空间中的广义变分原理反演到原空间,进而建立了一般力学初值问题的原空间中两类变量的广义变分原理.并以弹性动力学为例,说明了像空间和原空间中的势能函数和余能函数的内涵.     

基于非[2π]周期三角方法的正常积分模拟与仿真

用非周期三角多项式作为逼近工具,对带Chebyshev权的正常积分构造两类求积公式:一类是将带Chebyshev权的正常积分变换成带另一权的正常积分,对后面的积分构造求积公式,然后利用变量逆变换将求积公式变为基于非周期三角多项式的原正常积分的求积公式;另一类是用正常积分的被积函数在非周期三角多项式生成子空间上的正交投影对被积函数进行逼近而得到求积公式;同时提出了这两种求积公式精度的概念. 对上述两种求积公式在计算机上用MATLAB编程实现,当被积函数不是周期函数且不均匀时,得到的求积公式逼近效果优于传统意义下的求积公式,实验结果与理论分析相符.     

基于Riesz变换的图像边缘检测

针对传统边缘检测算法易受光线变化影响的问题,提出一种基于Riesz变换空间下的相位一致性边缘检测方法。用Riesz变换替代Hilbert变换对图像进行处理,通过Riesz变换的不同尺度因子构造计算相位一致性所需要的变换空间,根据相位一致性计算方法在新的Riesz变换空间获得特征图像;使用非极大值抑制检测出图像边缘信息;与传统相位一致特征提取方法、2DLog-Gabor变换以及Canny边缘提取算法对比实验。仿真实验结果说明,该边缘检测方法在不均匀关照条件下可用于图像的边缘特征提取,相比在Hilbert变换空间下的相位一致特征提取方法运算速度快,算法可行有效。     

正余弦变换的数值滤波算法

基于正余弦变换是汉克尔变换的特例,运用成熟的快速汉克尔变换理论,导出了正余弦变换的数值滤波算法,并给出了各250个滤波系数。以有解析解的李普希兹积分为例,与现有的算法作了试算对比,证明该算法的计算精度高,值得推广。     

基于联合分布法的岩坡稳定可靠分析研究

岩坡稳定性分析问题是一个可靠性问题,结合由Hoek-Brown经验准则衍生的线性参数,采用概率密度函数联合分布法确定平面滑动岩坡的最终安全系数的概率分布,借助Matlab软件对该计算过程实现表达,并对岩坡安全系数的影响因素进行敏感性分析。结果表明：概率密度函数联合分布法可以用作对平面破坏岩坡稳定性分析方法的补充及对岩坡稳定的前期快速评价;安全系数的分布曲线呈正态分布;正常情况下,水平地震加速度?对岩坡稳定的影响性强于张拉裂缝中水深Zw对岩坡稳定的影响性。     

Stability analysis of the sliding process of the west slope in Buzhaoba Open-Pit Mine

To study the stability of the west slope in Buzhaoba Open-Pit Mine and determine the aging stability coefficient during slide mass development, the deformation band of the west slope and the slide mass structure of the 34,600 profile are obtained on the basis of hydrology, geology, and monitoring data.The residual thrust method is utilized to calculate the stability coefficients, which are 1.225 and 1.00 under sound and transfixion conditions, respectively. According to the rock damage and fragmentation and the principle of mechanical parameter degradation, the mechanical models of the slide mass development of the hard and soft rock slopes are established. An integrated model for calculating the slope stability coefficient is built considering water, vibration, and other external factors that pertain to the structural plane damage mechanism and the generating mechanism of the sliding mass. The change curve of the stability coefficient in the slide mass development is obtained from the relevant analyses,and afterwards, the stability control measures are proposed. The analysis results indicate that in the cracking stage of the hard rock, the slope stability coefficient decreases linearly with the increase in the length Lbof the hard rock crack zone. The linear slope is positively correlated to rock cohesion c. In the transfixion stage of the soft rock, the decrease speed of the stability coefficient is positively correlated to the residual strength of the soft rock. When the slope is stable, the stability coefficient is in a quadratic-linear relationship with the decreased height Dh of the side slope and in a linear relationship with anchoring force P.     

岩体等效抗剪强度概率特征值评估在边坡稳定性可靠度分析中的应用

为消除因采用Hock-Brown准则中间变量而导致评估等效抗剪强度参数概率特征时产生累积误差,针对Hoek-Brown准则各变量具可变性和不确定性,提出应直接由基本变量人手来评估.在简要介绍Hoek-Brown准则基础上,选用了Rosenblueth点估计法和Monte-Carlo抽样法对边坡岩体的等效抗剪强度概率特征值以及边坡稳定性可靠度和破坏概率进行了对比计算分析.尽管2种方法计算结果差异很小,但是与Monte-Carlo抽样法相比,Roseriblueth点估计法计算量明显减小.而Rosenbheth点估计法较为简单,因此工程中可以用它来估计岩体有关参数概率特征值、稳定性可靠度和破坏概率.     

基于改进Sarma法的倾倒变形体蓄水稳定性评价

库区强倾倒变形体常在蓄水期以特定模式发生失稳破坏。根据现场强倾倒变形体蓄水失稳特征,分析其破坏模式为"上拉下剪"式破坏,破坏面具有明显分段性。在传统Sarma法基础上,考虑饱和岩体强度降低及所受静水压力,通过调整岩层面强度折减系数改进了Sarma法。以Fortran为平台编写强倾倒变形体稳定性分析程序,通过苗尾水电站工程实例边坡对所提力学模型和分析方法进行验证,并与离散元模拟结果进行对比验证其准确性。最后进行参数分析,研究结果表明边坡自然坡角对倾倒变形体稳定性影响比较大,坡角越陡稳定性越低,同时软岩较多的边坡蓄水后稳定性将大大降低,得出的结论和规律符合工程实际。     

空间与颗粒参数对块石土边坡稳定性影响数值模拟研究

块石土边坡具有物理力学性质复杂,非线性强等特性,受块石-土体空间分布、块石粒径等几何因素影响较大。为研究几何参数对块石土边坡稳定性影响,本文基于研究团队提出的块石形状数据库随机生成方法,采用ABAQUS软件非线性分析方法,考虑含石量、最大粒径、空间分布等多种几何因素,建立大量有限元模型进行计算分析,得到以下结果：含石量增大,边坡安全系数上升,且含石量在50%-60%这个区间是上升速率最快。含石量增大,同粒径组边坡安全系数标准差增大,模型安全系数差异变大;最大粒径增大,块石分布对于边坡安全系数的影响增大,边坡稳定性先减小后增强,同粒径组边坡安全系数标准差增大。含石量和最大粒径增大,块石空间分布对于边坡稳定性影响增大。粒径大小不同,块石空间分布对于块石土边坡稳定性影响方式也不同,大粒径块石存在令滑动面向边坡内部发展,而密集小粒径块石大多是令滑面呈折线形,二者皆可增大边坡稳定性;当块石长轴与坡面夹角为90°、135°时,边坡塑性区呈发散分布,滑面更靠内部,稳定性更好,而当块石长轴与坡面夹角为0°、45°,则与上述情况相反;在通常沉积条件下,边坡稳定性随长短轴比增加而降低,滑动面越发平滑,塑性区范围与更加集中。可以看出,含石量、块石粒径、空间分布等因素对于块石土边坡有很大影响。几何参数不同,边坡稳定性差异较大,且具有一定规律性,在实际工程中有一定参考价值。     

基于RS-SVM的建筑施工项目安全预警模型

针对目前建筑施工项目安全风险管理的现状,应用粗集理论对建筑施工项目的安全因素进行预处理,将处理后的信息结构作为支持向量机的输入数据进行训练和预测,构建建筑施工项目安全风险预警模型,并在小样本条件下,与BP神经网络进行对比分析。结果表明,RS-SVM预测模型的最小均方根误差为0.011 5,BP神经网络的均方根误差为0.070 7,RS-SVM预警模型的预测精度、泛化能力明显优越于BP神经网络学习方法。     

基于强度折减法对水电站坝头边坡稳定性分析

首先对利用有限差分强度折减法判断边坡失稳的准则进行了分析,以某拟建水电站坝头岩石高边坡变形体为实例,在现场勘察的基础上,利用Flac3D数值模拟对该高边坡蓄水前后的稳定性进行了分析,并利用强度折减法求出安全系数。结果表明,实例高边坡在蓄水前后整体上处于稳定,另外验证了利用有限差分强度折减法可以定量地解决岩体边坡的稳定问题。     

Validation of Hoek–Brown failure criterion charts for rock slopes

Although stability charts suggested by Hoek and Bray on the basis of Mohr–Coulomb criterion are used for rock slopes, but complete and precise recognition is required for distinguishing cohesive strength and Mohr–Coulomb equivalent internal friction angle for rock mass. The paper by Lia et al. [6] is the only one that introduced rock slope charts according to Hoek–Brown failure criterion. In this paper, at first, this type of charts is introduced. Then, Mohr–Coulomb failure criterion charts [2] are compared and validated with Hoek–Brown failure criterion ones [6]. Next, Bishop method utilizing Slide software is compared with Hoek–Brown failure criterion stability charts. Average standard deviation (ASD), root mean square error (RMSE) and variance account for (VAF) were used for the comparison. According to the results, because of high distribution and very low correlation among the comparisons, Hoek–Brown failure criterion charts are not efficient.