基于Monte-Carlo法的滑坡稳定可靠性分析

简述了可靠性分析的Monte-Carlo法,结合简化的Bishop法提出了滑坡稳定可靠性分析的状态函数,并通过实例进行了计算分析。证明Monte-Carlo法是求解滑坡稳定可靠性指标和破坏概率的行之有效的方法。     

Monte-Carlo法在斜拉桥可靠性分析中的应用

主梁的可靠度对于斜拉桥整体结构的可靠度具有重要影响，通过采用Monte-Carlo法对斜拉桥主梁的可靠度进行分析，用Matlab的数值计算功能解决了Monte-Carlo法直接抽样的困难，得到比较精确的结果，以推广Monte-Carlo法。     

基于神经网络响应面法的边坡可靠性分析

建立了神经网络响应面，提出了神经网络响应面结合ANSYS数值试验拟合边坡的极限状态方程，进行边坡的可靠度性分析，算例证明该方法具有有效性和优越性。     

基于盲数理论的边坡可靠度分析

 针对边坡岩土体参数的多种不确定性,采用盲数理论提出一种边坡可靠度分析方法,并首次提出以边坡盲数安全系数和最小安全要求可靠度作为指标来综合评判边坡的稳定性。首先,运用响应面法和有限元强度折减法求出边坡极限状态方程,运用盲数理论建立边坡安全系数的盲数模型,解出安全系数的盲数解,并进一步求出边坡盲数安全系数和最小安全要求可靠度的计算表达式。算例分析表明,边坡盲数安全系数和最小安全要求可靠度与传统方法相比均偏低,能更安全地评价边坡的稳定性,弥补了均值安全系数和传统可靠度之间无关联的缺陷。     

基于Monte-Carlo法的软土路基工后沉降可靠性分析

基于Monte-Carlo方法，对某高速公路软土路基段工后沉降进行可靠性分析，并推导出了软土路基工后沉降极限状态方程，编写了简单计算程序。应用结果表明，汉洪高速公路软基工后沉降大于30cm的概率非常小，大于20cm的概率较小，而大于10cm的概率相对较大；当工后沉降容许值较大时，基于定值方法得出的估算路基工后沉降的规律与基于可靠度方法得出的规律是一致的；而当工后沉降容许值较小时，可靠度方法能更好地考虑参数变化影响，优于定值方法。     

基于Monte-Carlo法的某弃土场可靠性分析

借助边坡稳定性分析软件Slide5.0,对弃土场进行可靠性分析,根据滑坡体的实际情况,得出边坡的可靠指标与破坏概率,并比较Monte-Carlo模拟法和极限平衡法在边坡稳定性计算中的差别,为边坡工程支护加固提供可靠参数。     

分层响应面法在边坡系统概率评估中的应用

进行概率性边坡分析时,土工专业人士均会考虑到土壤性质的不确定性。在传统分析方法中,概率性边坡分析仅涉及到单模式失稳,分析的基础为临界滑移面。该种方法可能会导致对失稳概率的低估。因此,边坡的系统可靠性分析是更加合理的分析方法。该研究的目的旨在边坡可靠性分析过程中将系统可靠性纳入考虑范围,从而对现有的边坡可靠性分析方法进行改进。本文提出采用分层响应面法,对可能的失稳模式的性能函数予以说明。本文提出的方法与传统的以响应面为基础的边坡可靠性分析方法(只使用了一个单一的近似性能函数)的不同点在于使用了一组(分层的)响应面。在这些分层响应面的基础上,就可以采用一阶可靠性方法(FORM)或蒙特卡罗模拟方法对系统可靠性进行有效地分析。有效的一阶可靠性方法是建立在原始变量空间中椭圆离散概念的使用之上。以下采用案例研究的方法,对本文提出的边坡概率性评估方法进行了介绍,并且将所得到的结果与蒙特卡罗模拟方法的结果进行比较。数字对象标识(DOI):10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000711.?2012美国土木工程师协会。CE数据库中科目标题:边坡稳定性;蒙特卡罗方法;模拟;概率     

边坡可靠性分析及其应用

在阐述边坡可靠性分析基本原理和模拟步骤的基础上,以某高速公路某边坡为例,采用FLAC3D软件,对该边坡的稳定性进行了概率分析。计算结果显示,该边坡的破坏概率为52．1％,中值安全系数为0．97,与传递系数法计算所得安全系数0．95接近,表明采用该方法能更好地说明边坡的稳定性,具有较好的应用前景。     

改进的响应面法及其在可靠度分析中的应用

分析了常用的基于响应面迭代的响应面法之不足，提出了改进的响应面法——一阶可靠性方法一响应面法二步法。该方法在第一步计算中用一阶可靠性方法求解可靠指标，用差分法或有理多项式法来求解求导数值，不需形成显式功能函数。然后，在一阶可靠性方法的验算点处进行常规的响应面拟合，并对此响应面用一阶可靠性方法、二阶可靠性方法或蒙特卡罗模拟法求解可靠指标。此方法在整个求解过程中只需拟合一个响应面，实例计算表明，该方法在计算精度及效率上均比常用的基于响应面选代的响应面法有所提高。     

MSARMA法在边坡稳态概率分析中的应用

阐述了边坡稳定性评价计算MSARMA法和Monte-Carlo法的耦合方法和过程，研究表明，该方法实现了确定性理论和不确定性理论的有机耦合，适用于具有复杂岩体结构的高陡边坡的稳定性评价。     

基于蒙特卡洛法的边坡可靠度分析

本文对边坡稳定性问题作了简要的分析,介绍了基于蒙特卡洛法原理分析边坡可靠度的方法,使用简化毕肖普法建立了土体的状态函数,并给出了随机变量的选取方法,提出使用计算机程序计算的具体步骤,最后对基于蒙特卡洛法的边坡可靠度分析方法做了总结。     

边坡可靠度分析的高斯过程方法

针对传统边坡可靠度分析方法的局限性,将高斯过程机器学习与重要抽样方法相结合,提出了边坡可靠度分析的高斯过程方法。利用极限平衡分析构造少量的学习样本,采用基于统计学习原理的高斯过程模型重构边坡隐式功能函数,实现边坡功能函数及其偏导数的显式表达,并构造合理的迭代方式,在计算过程中不断提升高斯过程模型对失效概率贡献较大区域的重构精度,进而应用重要抽样法计算边坡的失效概率与可靠指标。研究结果表明,该方法是可行的,具有较高的计算精度和效率。     

蒙特卡洛方法在岩土工程可靠性分析中的应用

在目前的结构可靠度分析方法中,蒙特卡洛(Monte-Carlo)方法被认为是一种相对精确法。本文详细介绍了蒙特卡洛方法的电算过程,并举例对该方法的应用进行了演算。     

蒙特卡罗法在边坡失效概率计算中的应用

为了定量地掌握蒙特卡罗法中抽样次数对固定滑动面失效概率的影响程度,针对两个边坡,分别假定潜在滑动面为圆弧和非圆弧,土体材料的黏聚力和内摩擦角为服从正态分布的随机变量,选取不同的滑动面,进行了不同抽样次数下的计算分析．对比分析发现：对于失效概率为0的滑动面而言,抽样次数的大小对结果没有影响,而失效概率大于0的滑动面,随着抽样次数的增加,失效概率有减小的趋势．     

基于极限平衡法和有限元法的边坡协同式可靠度分析

极限平衡法和有限元法是两种常用的边坡稳定分析方法。基于极限平衡法的边坡可靠度分析计算效率较高,但需要假定失效模式,从而导致计算结果不准;与之相反,基于有限元法的边坡可靠度分析更为严格,但计算效率较低。为此,提出了一种新的基于随机模拟的边坡可靠度分析方法——边坡协同式可靠度分析方法。该方法包括初步可靠度分析和精细可靠度分析两步,可以同时利用极限平衡法和有限元法的优势,实现既高效又准确的边坡可靠度分析。通过一个考虑空间变异性的两层土坡算例验证了该方法的有效性,结果表明:协同式可靠度分析方法与基于有限元法的蒙特卡洛模拟或子集模拟相比,不仅具有一致的可靠度分析结果,而且显著提高了小概率水平下的计算效率,促进了基于有限元法的边坡可靠度分析在实际工程中的应用。该方法可以将基于极限平衡法的边坡可靠度分析成果合理纳入到基于有限元法的边坡可靠度分析中,从而获得大量的失效样本,以制定合理的边坡防治措施。该方法非常适用于高维可靠度问题,如考虑空间变异性的边坡可靠度问题。     

伪蒙特卡罗法及其在边坡可靠度分析中的应用

在确定具有最小可靠度指标的滑动面（即临界可靠度滑动面）时,由于常规的蒙特卡罗法抽样耗时巨大,临界可靠度滑动面的获得较为耗时。对于均质边坡,利用简化Bishop法构建了可靠度分析的功能函数,设计了6种随机变量的标准差组合,假定了随机变量的4种抽样范围,利用抽样次数较小的蒙特卡罗法即伪蒙特卡罗法对随机生成的132组可行滑动面进行了伪可靠度指标的计算并与蒙特卡罗法计算得到的可靠度指标进行了比较分析,研究发现：只有一个随机变量的前提下,滑动面的伪可靠度指标与蒙特卡罗法计算的可靠度指标呈完全线性关系,在其它条件相同的情况下,伪蒙特卡罗法抽样范围越大,伪可靠度指标与蒙特卡罗法计算的可靠度指标之间的拟合直线斜率越小,反之亦然;伪蒙特卡罗法抽样次数越大,伪可靠度指标与蒙特卡罗法计算的可靠度指标之间的拟合直线斜率越大,反之亦然。对均质边坡,可应用伪蒙特卡罗法快速计算其临界可靠度指标。     

Adaptive radial-based importance sampling method for structural reliability

In this paper an adaptive radial-based importance sampling (ARBIS) method is presented. The radial-based importance sampling (RBIS) method, excluding a β-sphere from the sampling domain, is extended with an efficient adaptive scheme to determine the optimal radius β of the sphere. The adaptive scheme is based on directional simulation. The underlying basic methods are presented briefly. Several numerical examples demonstrate the efficiency, accuracy and robustness of the scheme. As such, the ARBIS method can be applied as a black-box and is of particular interest in applications with a low probability of failure, for example in structural reliability, in combination with a small number of stochastic variables.     

稳定性系数为隐式函数的边坡可靠度近似计算方法

分析发现在大多数情况下,边坡滑动模式的稳定性系数计算是一个隐函数。导致了在其相应的可靠度研究中建立显式的极限状态方程是不可能的。为了解决这一问题,以边坡稳定性分析的郎畏勒计算模式为例,研究了一种改进的响应面方法。在该方法中,采用郎畏勒分析模式的稳定性系数隐式计算方法取代经典响应面方法的有限元数值模拟计算;为了消除经典方法可靠度指标求解过程中方程线性化带来的误差,研究了采用梯度最速下降法最优化方法求解验算点的过程和步骤。然后给出了改进后的响应面方法近似显式函数拟合和可靠度指标的工作流程,最后采用改进的方法分析一个工程实例。改进的响应面计算过程比经典方法简单适用,工作量较小,具有理论意义和工程应用前景。     

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。     

基于Monte-Carlo法的钢-混凝土组合梁的可靠度

采用蒙特卡罗(Monte-Carlo)方法,对现行规范中简支组合梁的承载力计算公式进行了可靠度分析,研究了不同材料强度等级、不同荷载类型及不同抗剪连接件数量对组合梁可靠度的影响,得出了一些可供工程设计参考的重要结论.