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。     

考虑不排水抗剪强度空间变异性的条形基础极限承载力随机分析

目前有关抗剪强度参数随深度变化对地基稳定性影响的研究还不深入。为此,提出了考虑土体不排水抗剪强度均值和标准差随深度变化的地基稳定性随机分析方法。建立了表征不排水抗剪强度空间变异性的不平稳随机场模型,采用Karhunen-Loeve（KL）展开离散随机场。探讨了土体不排水抗剪强度参数空间变异性对地基极限承载力的影响规律,并比较了不排水抗剪强度参数平稳和不平稳随机场模型对地基稳定的影响。以不排水黏性地基稳定随机分析问题为例验证了所提方法的有效性。结果表明：考虑不排水抗剪强度参数空间变异性时,地基极限承载力均值和标准差随相关距离的增大而增大,地基极限承载力对竖直向相关距离更为敏感。地基极限承载力均值随不排水抗剪强度变异系数的增加而减小,标准差随变异系数的增加而增加。不排水抗剪强度变异性对地基失效概率有明显的影响,安全系数较大时,不排水抗剪强度相关距离越小,地基失效概率越小。与不排水抗剪强度参数的不平稳随机场相比,不排水抗剪强度的平稳随机场模型会高估地基极限承载力的变异性,在相同的安全度水平下,当地基的安全系数较低时,平稳随机场模型会导致对地基失效概率的低估;当地基安全系数较高时,平稳随机场模型会导致对地基失效概率的高估。     

基于静力触探的土层自动划分方法与不确定性表征

提出了一种基于I_c数据自动划分土层的贝叶斯方法,所提方法不仅能够在考虑I_c的空间变异性的条件下自动划分土层,识别最可能的土层界面,而且能够定量地表征土层界面的不确定性,为制定下一步勘探方案和岩土工程设计提供参考依据。本文采用基于子集模拟的贝叶斯更新方法(CBUS)求解贝叶斯方程,产生土层厚度的后验分布样本,并计算每个可能的土层数目对应的模型证据,确定最可能土层数和最可能的土层界面深度,计算界面深度的标准差作为土层界面不确定性的量化指标。最后,通过上海市轨道交通10号线伊犁站基坑开挖现场的I_c数据和模拟I_c数据说明了所提方法的有效性和正确性。结果表明:所提方法划分的土层合理地反映了不同土层I_c的统计特性。相邻土层I_c的统计特性差异越大,界面深度的标准差越小,识别出的土层界面越可靠,反之亦然。     

考虑参数空间变异性的无限长边坡可靠度分析

目前有关土体参数空间变异性对边坡稳定性影响的研究没有考虑抗剪强度参数随深度变化的影响。为此,提出了考虑土体抗剪强度参数均值随深度变化的无限长边坡稳定性概率分析方法。采用Karhunen-Loeve展开建立了表征土体空间变异性的随机场模型。探讨了考虑土体抗剪强度参数空间变异性时边坡失效概率和最危险滑动面的变化规律。最后,以无限长边坡稳定性概率分析问题为例验证了所提方法的有效性。结果表明：土体抗剪强度参数的空间变异性对无限长边坡失效概率有明显的影响,边坡失效概率随土体抗剪强度参数相关距离的增加而减小。对于不排水黏性边坡来说,边坡不排水抗剪强度随深度变化越明显,边坡失效概率越小。边坡最危险滑动面大部分都位于边坡底部。对于摩擦/黏性边坡来说,随着边坡抗剪强度随深度变化的增强,边坡失效概率有先减后增的趋势。抗剪强度参数随深度变化不同趋势对最危险滑动面分布规律有明显的影响。不考虑抗剪强度参数均值随深度变化将会导致最危险滑动面最可能出现在边坡底部。     

现役水工钢闸门结构可靠性鉴定时荷载取值分析

采用类比法确定现役水工钢闸门结构的荷载评估基准期。以静水压力为例，得了其在荷载评估基准期内的统计参数，讨论了闸门主梁受弯碱坏时可靠指标随继续使用期的变化。     

海洋结构物风险评估方法的研究进展

详细地介绍了海洋结构物风险评估方法的应用现状及发展，并对各种方法的适用范围及优缺点作了说明。对几种主要评估方法作了较系统的分析和比较。指出目前风险评估方法要解决的问题和今后的研究方向。     

现役水工钢闸门正常使用寿命预测

 针对目前水工钢闸门结构正常使用寿命预测方法缺乏足够理论依据的问题,基于可靠性原理,确定了现役钢闸门结构构件最低可靠度设置标准。提出了基于可靠度理论的现役钢闸门结构构件正常使用寿命预测算法,采用可靠度理论推导出了钢闸门结构构件正常使用寿命预测的近似计算公式,并对工程实例中闸门使用寿命进行了预测。算例结果表明,该方法对闸门构件使用寿命的预测是有效的。     

钢闸门主梁可靠度敏感性分析

介绍了自适应重要抽样方法的基本原理,定义了均值敏感性因子和标准差敏感性因子.最后采用算例验证了自适应重要抽样方法分析钢闸门系统可靠度敏感性的有效性.由分析可得以下结论,当不考虑抗力间的相关性时,荷载、受剪破坏抗力和弯剪复合破坏抗力的敏感性因子最大.当考虑抗力间的相关性后,受弯破坏抗力、受剪破坏抗力、弯剪复合破坏抗力的敏感性因子都随抗力间相关系数的增大而明显增大,但是抗力间的相关性对上下翼缘厚度、面板厚度和腹板厚度的敏感性因子基本没有影响.抗力间相关性越高,3种失效模式抗力的敏感性因子间的差别越小.变量的均值敏感性因子和标准差敏感性因子是高度相关的,都可以用来识别最敏感的随机变量.     

计算结构可靠度改进的JC法

针对JC法在计算结构可靠度时有时不收敛的情况，提出了一种改进的JC法。该方法能解决功能函数为线性时JC法不收敛的问题，算例计算分析表明，提出的方法其精度与JC法一样，收敛速度比JC法快，可作为JC法一种改进与补充。     

考虑统计不确定性的基坑变形可靠度高效蒙特卡洛分析方法

受技术经济条件限制,基坑工程勘察中获取的勘探数据十分有限,无法准确估计岩土体参数的统计特征,不可避免地存在统计不确定性.Bootstrap方法为合理地考虑统计不确定性对基坑工程安全性和可靠性的影响提供了一条有效途径.然而,采用Bootstrap方法考虑统计不确定性通常需要重复执行可靠度分析,计算量大,计算效率低,使其在实际工程应用中受到很大的局限.基于概率密度加权法和Bootstrap方法提出了考虑统计不确定性的基坑变形高效可靠度分析方法,避免了不同岩土体参数概率分布条件下重复计算基坑变形响应,提高了计算效率.以台北TNEC(Taipei National Enterprise Center)基坑工程变形可靠度分析为例,说明了所提方法的有效性.结果表明:所提方法能够合理地考虑统计不确定性对基坑变形可靠度的影响,结合Bootstrap方法与概率密度加权分析法能够在考虑统计不确定性的条件下高效地计算基坑变形可靠度,克服了Bootstrap方法在工程应用中的局限性.