考虑地震非平稳性的隧道纵向抗震可靠度分析

考虑地震运动的非平稳性,将沉埋隧道地震反应分析的数学模型应用于隧道纵向随机地震响应及其抗震动力可靠度分析。从有限元动力分析的基本原理出发,利用脉冲响应函数和傅立叶变换原理,结合随机振动理论,研究了将地震荷载作为非平稳随机过程时隧道纵向随机地震响应及其抗震动力可靠度分析方法,建立了地下结构随机地震响应数字特征及其抗震动力可靠度的计算表达式。以南京长江越江隧道初步设计方案(沉管段)为例,计算了其在非平稳随机过程地震动作用下的动力反应均方根值和纵向抗震动力可靠度,并研究了管段接头的抗震可靠度。     

地下结构纵向抗震动力可靠度分析

将沉埋隧道地震反应分析的数学模型应用于地下结构随机地震响应分析,阐述了采用动力分析方法求结构体系的脉冲响应函数的原理和方法,采用傅立叶变换原理和随机振动理论,建立了地下结构纵向随机地震响应统计特征的数学表达式。将结构随机地震响应看成是1个泊松过程,建立了采用首次超越破坏理论计算地下结构抗震可靠度的数学公式。以南京长江越江隧道初步设计方案(沉管段)为例,计算了其在高斯平稳随机过程地震动作用下的动力反应均方根值和纵向抗震动力可靠度。为地下结构整体随机地震反应分析及动力可靠度的研究提供了一种分析途径,为以可靠性理论为基础的地下结构抗震概率设计规范的制订奠定了理论基础。     

液化土中管道随机地震响应分析与可靠度评价研究

地震作用下饱和砂土液化会导致埋地管道上浮,引起系统功能失效。为探究液化场地中埋地管道的地震响应和可靠度水平,充分考虑地震动的随机性和非平稳性,提出了基于概率密度演化法和等价极值分布的概率分析方法,从超孔隙水压力、加速度和结构位移变形三方面对埋地管道进行随机动力分析和可靠度评价。结果表明：地震动的随机性对埋地管道的动力响应有显著影响,传统的确定性分析方法可能会低估管道的地震响应,提出的分析方法能较全面地研究管道的上浮机理和可靠度水平;地震作用下,孔隙水压力上升,导致土壤有效应力下降,进而发生土壤液化是管道上浮的主要原因;两侧土壤向管道底部的挤压和指向管底的渗流压力进一步加剧了管道的抬升。最后,基于成灾机理研究了U型碎石排水对埋地管道的减灾效果和机理。提出的随机概率分析方法,可以对管道的上浮机理和可靠度做出较为准确的分析。     

土层地震液化的危险性分析

土层地震液化判别和危险程度分析是工程场地抗震稳定性评价及城市地震影响小区划的重要内容。为与以概率论为基础的结构可靠度设计方法相适应，本文提出考虑地震发生、传播及岩土参数不确定性的危险性分析方法，该方法不仅可以分析土层中一点的液化概率，同时也可以给出给定深度内土层液化危害程度的概率分布。     

地下结构随机地震响应分析及其动力可靠度研究

应用随机振动理论,采用概率分析方法初步研究了地下结构线弹性工作状态的地震随机响应及其地震动力可靠度,为地下结构抗振设计方法研究提供一定的理论参考。为此主要做了如下工作: (1) 将现有地下结构抗振计算原理和结构动力分析的脉冲响应函数原理结合起来,提出了地下结构地震动力响应计算的加速度脉冲函数法,推导了利用脉冲响应函数计算地下结构随机地震响应数字特征的数学表达式,提出了利用脉冲响应函数计算地下结构随机地震响应数字特征的分析方法。比较分析表明,脉冲函数法用于地下结构动力分析,具有计算精度高、计算简单的特点。 (2) 将日本田村重四郎-冈本舜三提出的沉埋隧道地震反应分析的数学模型应用于地下结构随机地震反应分析,利用数值分析方法建立了隧道整体随机地震反应分析的数学模型,得到了地下结构整体随机地震动力响应数字特征的数学表达式,为地下结构整体随机地震反应分析及动力可靠度的研究提供了一种分析途径。以南京长江隧道为例,计算了高斯平稳随机过程的地震荷载作用下该隧道整个长度上的动力反应均方根值。 (3) 利用Davenport公式计算了3种地震动模型的地下结构响应最大值的统计参数。计算结果表明,由弹簧质量模型算得的地下结构在地震作用下纵向振动和横向振动产生的纵向和弯     

岩石边坡随机地震响应及动力可靠度分析

地震动是个动态随机过程,而传统岩石边坡地震可靠性分析往往基于拟静力法,忽略了地震的随机性。现有基于数值分析软件的地震响应功率谱法虽可考虑地震随机特征,却相对费时费力。提出一种岩石边坡随机地震响应及动力可靠度分析方法。首先,运用虚拟激励法建立了岩石边坡随机地震响应的快速计算方法。根据响应计算结果,基于首次穿越破坏准则建立了岩石边坡动力可靠度计算方法。算例分析表明,本文随机地震响应快速计算方法简便可行,且具有较高的计算精度。本文动力可靠度计算方法低估了边坡的地震可靠性,能更真实地反映边坡在地震中的实际安全情况。地震作用下边坡可靠性受地震设防烈度、场地类别和地震时间的影响。而对于传统拟静力法,地震力仅根据设防烈度确定。因此,当对于不同的场地类别和地震时间时,本文动力可靠度计算法将更具优越性。     

水平和竖向地震作用下顺层岩质边坡动力可靠性分析

由于传统顺层岩质边坡地震可靠性分析往往是基于拟静力法,忽略了地震的动力特性,而基于数值模拟软件的地震时程分析法虽能考虑地震的动态性,却相对费时费力,该文同时考虑了地震的动力特性和强度参数随机性,提出顺层岩质边坡动力可靠性分析方法。运用Wilson-θ法和Matlab/Simulink工具建立了顺层岩质边坡地震响应简化计算方法。根据响应结果,运用Monte Carlo法计算了边坡的动力可靠度,并提出采用整体最小平均可靠度来评价边坡的地震整体可靠性。在此基础上,进一步分析了水平和竖向地震作用的叠加模式对顺层岩质边坡可靠性的影响。算例分析表明,提出的地震响应简化计算方法具有较高的计算精度和效率。该文可靠度分析方法低估了边坡的地震可靠性。与水平地震作用相比,竖向地震作用对顺层岩质边坡可靠性的影响也很明显。常用的水平和竖向地震作用的峰值叠加模式并不能充分地体现出双向地震的最大作用叠加效果,而采用双向地震的最大作用叠加模式更偏于工程安全。     

概率Pushover分析方法及其在结构体系抗震可靠度评估中的应用

本文结合我国现行的抗震规范 (GBJ 11— 89)和地震作用统计参数 ,提出了结构抗震分析的概率Pushover分析方法。根据结构体系可靠度的特点 ,提出了基于概率Pushover分析的结构体系抗震可靠度评估方法 ,并用重要抽样法检验了所提方法的计算精度。理论分析和算例结果表明 :概率Pushover分析方法是评估结构体系抗震可靠度的简便、实用方法。     

砖石古建筑的动力可靠度分析

通过数值计算对受非平稳随机地震作用下的砖石古建筑的动力可靠度进行了分析。首先将随机地震动模型考虑为均匀调制的非平稳随机地震动模型,采用振型叠加法求出随机地震动反应的功率谱密度;然后应用首次超越破坏准则给出了结构随机地震动作用下结构动力可靠度的具体计算公式;最后对砖石古建筑有限元模型的动力可靠度进行了计算,得到了结构在多遇地震和罕遇地震作用下的动力可靠度。文章为复杂结构的动力可靠度分析提供了参考方法。     

考虑参数随机性的钢筋混凝土结构非线性地震可靠度分析

本文结合我国抗震设计规范,按双重随机振动模型建立了抗震结构在设计基准期内的地震可靠度分析过程及相应计算公式。以唐山新华旅馆为例,用非线性随机有限元法进行地震可靠度分析,预测结果与该结构的实际地震破坏情况吻合较好。     

基于Bayes方法的服役结构时变可靠性分析

阐述了结构时不变可靠度的计算方法,在时不变可靠度分析方法的基础上,提出时变可靠度的分析方法,再引进Bayes方法对可靠度进行了分析,并对Bayes方法在结构可靠度分析中的应用进行了论述,从而使结构可靠度预测更符合实际。     

工程结构可靠性基本理论的发展与应用(2)

自20世纪20年代以来,工程结构可靠性理论和应用的研究已取得了重大进展。本文根据大量的文献,从结构可靠性基本理论和方法、结构体系可靠度、结构可靠度的Monte-Carlo模拟方法、结构承载能力与正常使用极限状态可靠度、结构疲劳和抗震可靠度、钢筋混凝土结构施工期和老化期可靠度六个方面,分三部分对结构可靠性理论和应用国内外研究的现状进行了概括性总结,以期为我国在这方面研究的进一步发展提供一个参考。本篇是其中的第二部分,主要介绍了结构承载能力和正常使用极限状态可靠度,以及结构疲劳可靠度研究和应用方面的发展。     

考虑相关性的地下管网系统抗震可靠度分析方法

城市供水、供气、供热等地下管网是重要的生命线工程系统,由于管网中不同管线的结构属性、场地环境、地震动荷载等参数的相关性,管线结构抗震失效事件存在相关性。文章建立相关失效管网系统抗震可靠度问题的解析模型,给出随机变量相关系数在管线可靠度至管网系统可靠度的传递关系。利用基于Nataf变换和正交变换的一次二阶矩法,建立含相关随机变量的管线结构抗震可靠度解析模型;基于结构体系可靠度理论,求解管线结构失效相关系数;采用网络可靠度算法,计算相关失效管网系统节点连通可靠度。同时,给出基于相关随机变量抽样的Monte Carlo随机模拟解法。算例分析结果表明,在管段结构功能函数起控制作用的随机变量的强相关性,对管网系统可靠度影响较大;与传统的管线失效独立假定相比,管线失效事件的强相关性可使并联管网系统可靠度减小15%以上;管网系统拓扑结构的并联冗余性越高,管线失效相关性对系统可靠度的影响越大。     

工程结构可靠性基本理论的发展与应用(3)

自20世纪20年代以来,工程结构可靠性理论和应用的研究已取得了重大进展。本文根据大量的文献,从结构可靠性基本理论和方法、结构体系可靠度、结构可靠度的Monte-Carlo模拟方法、结构承载能力与正常使用极限状态可靠度、结构疲劳和抗震可靠度、钢筋混凝土结构施工期和老化期可靠度六个方面,分三部分对结构可靠性理论和应用国内外研究的现状进行了概括性总结,以期为我国在这方面研究的进一步发展提供一个参考。本篇是其中的第三部分,主要介绍了结构抗震可靠度,以及钢筋混凝土结构施工期和老化期可靠度研究和应用的发展。     

特高压支柱瓷绝缘子弯曲强度可靠性分析

特高压工程在电气、机械和运行可靠性方面对支柱绝缘子提出了更高的技术要求。从统计学角度提出产品强度设计与配合方面的一些新思路,分析了常规设计方法与笔者推荐的设计思路下瓷支柱绝缘子弯曲负荷试验时的损伤概率,提出:提高特高压瓷支柱绝缘子可靠性的关键是降低瓷材料的分散性;元件设计时,若瓷材料由于工艺等原因的限制分散性较大,可通过提高法兰和水泥胶装结构的强度提高元件可靠性;整柱设计时,非等裕度强度配合可以有效提高瓷支柱绝缘子的可靠性。     

结构可靠度计算分析方法研究

基于可靠度理论,介绍了工程结构点和结构体系可靠度的各种分析方法,并探讨了各种方法的特点,指出结构体系可靠度的研究是今后可靠度发展的方向。     

基于不同失效准则的群桩可靠度分析

单桩可靠度分析是群桩可靠度分析的基础，但是由于各国采用的失效准则不同，得到的单桩极限承载力也不同，从而求出的单桩可靠度也不同，因此失效标准的选取对群桩可靠度影响很大。整理了国内外确定单桩极限承载力的失效准则，以国内习惯采用的 s – lgt 失效准则为基准，定义其他失效准则的偏差系数。同时利用群桩效应和偏差系数给出了不同失效准则下群桩可靠度的计算方法，为统一评价桩基安全提供了理论依据。算例分析表明：采用不同的失效准则得出的可靠度指标不同，且相差较大，但是群桩基础的可靠性并没有改变。因此，在衡量群桩基础的安全性时，要先确定采用的失效准则，仅利用可靠度指标的计算结果衡量基础的安全性会给工程带来安全隐患。另外群桩效应、系统效应、土体类别和承台类型对可靠度也有较大影响，在可靠度分析时，要对其进行充分的研究和分析。     

浅谈可靠度在桥梁结构优化设计中的应用

阐述了结构可靠度的基本概念,介绍了基于可靠度的桥梁结构优化设计的一般方法,提出了结构可靠度分析与计算的一般思路,并结合实例论述可靠度在桥梁结构设计中的应用。     

工程结构可靠度分析方法研究

基于可靠度理论，介绍了工程结构点和结构体系可靠度的各种分析方法，并探讨了各种方法的特点，指出结构体系可靠度的研究是今后可靠度发展的方向。     

电力变压器的可靠性分析

通过对苏联、中国的同等电压等级电力变压器可靠性参数的统计与分析，介绍了固有可靠性与使用可靠性、二者概念及二者之间的关系，进而提出了提高电力变压器可靠性的主要途径。