圆空心钢管混凝土短柱在轴向压力作用下的可靠性分析

为分析圆空心钢管混凝土短柱在轴向压力作用下的可靠性,以笔者及其他学者所进行的圆空心钢管混凝土轴压短柱试验数据为统计样本,结合Normal、Lognormal、Weibull、Gamma 4种分布形式,考虑模型误差,分别根据《钢管混凝土结构技术规范》（GB 50936—2014）中的钢管混凝土柱轴压承载力计算公式与作者提出的修正公式,运用Monte Carlo法计算得到了规范公式与修正公式的可靠度指标。结果表明：依据两种公式计算得到的可靠度指标均基本满足目标可靠度指标3.7的要求;规范公式的可靠度指标较大,约为修正公式的1.05倍,计算结果较为可靠;可靠度指标随着混凝土强度和荷载效应比的提高而上升,随着含钢率的提高而下降,钢材强度和空心率的变化,可靠度指标的变化不明显。考虑上述4种分布类型对抗力误差的影响,分析了各参数因素对抗力分项系数的影响,结果表明：计算模型误差分布类型和活载类型对抗力分项系数的影响不明显,安全等级和荷载效应比影响较为明显;考虑实际工程中常用的荷载效应比,提出荷载效应比不同时抗力分项系数取值分别为1.21、1.32、1.41。     

动态可靠度计算中的荷载研究

动态可靠度需考虑荷载随时间的变化,而建筑结构荷载规范(GB50009-2001)中所给的荷载是基于设计基准期得到的固定值.通过计算不同目标基准期内的最大荷载随机变量的统计参数,从而得到不同目标基准期内的荷载标准值.为了利用荷载规范所给的荷载值,将该标准值与设计基准期所对应的标准值进行比较,就得到不同目标基准期内的荷载修正系数,再将荷载规范中的荷载乘以修正系数后,就能得到计算不同目标基准期的可靠度所对应的荷载,从而在动态可靠度的计算中考虑荷载随时间变化的影响.应用该方法,计算了各种荷载在不同目标基准期的荷载标准值修正系数.该方法解决了动态可靠度中的荷载变化问题.     

基于代理模型的土质边坡可靠度分析

边坡岩土力学参数的随机性必然导致稳定的不确定性,分析边坡的稳定可靠度对工程设计具有重要意义。从有限元强度折减法入手建立了边坡稳定可靠度功能函数,并提出了边坡可靠度分析的详细步骤,针对功能函数为隐式且非线性的问题,通过选择Sobol序列样本建立Kriging代理模型,采用Monte Carlo法求解可靠度值。将该方法用于某大型换流站土质边坡工程实例中,分别计算了软土区在有、无抗滑桩2种方案时边坡的可靠度;讨论了代理模型相关函数、基函数以及建模样本数对本工程代理模型误差和可靠度计算的影响。分析结果表明,本工程代理模型相关函数优选负指数函数,基函数优选二次多项式;当Sobol序列样本数为40～60个时,代理模型误差与可靠度计算值均趋于稳定,计算效率较高;该边坡软土区设抗滑桩之前的失效概率约为0.945×10-1,设桩之后的失效概率约为6.40×10-3,实施过程中选择可靠性较高的方案。     

基坑支护体系概率极限状态设计中分项系数的研究

根据受力机理，建立了支护体系按概率极限状态设计的各种工况下的失效模式；并考虑支护结构自身的特点，提出了可靠度指标目标值［β］；以此为约束条件，反算其容许最大荷载值和分项系数等，最后优化所有工况下求得的分项系数，提出了一个合理的分项系数建议值。     

重庆市嵌岩桩单桩承载力可靠指标分析

对重庆市近10年102根嵌岩灌注桩试桩资料进行统计分析,建立单桩无量纲随机变量的极限状态方程,采用改进JC法和Monte-Carlo法计算得到重庆地区嵌岩桩基目标可靠度的范围,进而提出重庆地区嵌岩桩基目标可靠指标的建议值。最后引入可靠系数(代替荷载分项系数和抗力分项系数)并计算了嵌岩桩单桩承载力的可靠系数,提出采用可靠系数表达的极限状态设计实用表达式,该表达式体现了简单实用的原则,利于设计人员掌握和理解,便于工程应用。     

重力坝深层抗滑稳定多滑面计算方法探讨（研究生论坛）

当重力坝坝基存在复杂深层缓倾软弱结构面时,滑裂面出现多滑面形式或滑移节点较大偏移坝址垂线,若直接按照规范以双滑面计算式列出各滑移体的算式求解安全度,存在两个问题：（1）建基面上水平荷载和铅直荷载在滑移体上的分配方法多样;（2）计算公式复杂,不利于迭代计算。该文将上部荷载分别按应力和重力进行分配,利用等安全度的思想简化计算公式,得到了分项系数和单一安全系数多滑面计算式。工程实例证明：（1）采用简化的多滑面计算式验算重力坝深层抗滑稳定安全度是可行的;（2）上部荷载按应力分配的计算结果较重力分配法偏于安全;（3）将多滑面简化为双滑面计算得到安全度偏大。     

折线滑面渐进破坏特性及稳定性分析方法研究

为了研究折线滑面渐进破坏过程的稳定性分析方法,掌握滑体发育过程中的时效稳定系数变化规律,对不同岩性渐进破坏过程中的抗剪强度及力学参数退化机理进行研究,基于下滑力、抗滑力及不平衡推力法的基本计算原理,推导出折线滑面渐进破坏过程的时效稳定系数计算公式,并对布沼坝露天矿西帮边坡稳定性进行分析.结果表明:在渐进破坏过程中,边坡稳定系数随硬岩破裂区长度的增大呈线性递减,随软岩塑性贯通区长度的增大呈指数递减.缓帮对于边坡稳定性的增强效果在硬岩破裂阶段较为明显,在软岩贯通阶段相对较弱,边坡角每降低1°,稳定系数平均提高2.8%.削坡减载使边坡稳定系数呈现出二次线性增长,当边坡高度降低40m时,边坡稳定系数为1.124,相对于初始状态提高了12.7%.     

改进的一次二阶矩方法在基坑抗隆起稳定可靠度评价中的应用

评价抗隆起稳定性是软土基坑支护设计中一项重要工作.传统的安全系数法无法考虑到岩土参数不确定性对抗隆起稳定的影响,为此基于可靠度理论,以土体参数γ、c、φ为随机变量,利用改进的一次二阶矩法计算软土基坑抗隆起稳定可靠性指标.通过基坑工程实例,分别采用可靠度和安全系数法评价了基坑抗隆起稳定性,分析了土性指标的均值和变异性对基坑抗隆起稳定可靠指标的影响.结果表明,采用改进的一次二阶矩可靠度计算方法评价基坑抗隆起稳定性具有科学性和合理性,基坑抗隆起稳定可靠指标β对参数均值变化的敏感性明显大于安全系数Fs.土性指标φ的变异性对基坑抗隆起稳定可靠指标β的影响最大,c的变异性影响次之,γ的变异性对β的影响最小.     

抗剪强度c,φ值概率分布对边坡可靠性分析的影响

抗剪强度参数c,φ值是评价边坡稳定性的重要指标.以某公路边坡为例,讨论了c,φ值不同的概率分布及其相关性对边坡可靠度计算结果的影响.对边坡可靠度计算十分重要.     

抗剪强度c,ψ值概率分布对边坡可靠性分析的影响

抗剪强度参数c,ψ值是评价边坡稳定性的重要指标.以某公路边坡为例,讨论了c,ψ值不同的概率分布及其相关性对边坡可靠度计算结果的影响.对边坡可靠度计算十分重要.     

Stability analysis of new safety cleaning bank in steep slope mining

Based on the study of the slope with gently granular structure in Xingqiao open mine, a new safety cleaning bank mode for steep slope mining was developed, including setting up dint cut, and forming natural retaining wall based on the character of gentle incline slope. It can effectively eliminate the impact of sliding body on the bottom working place and slope body, reduce the dilution of ore, keep rainwater from upper steps away, decrease influence of the weak intermediate layer, and cut cost of disposal waste rock. The safety and reliability of the mode were analyzed and verified from 3 aspects: static load calculation, ANSYS simulation of dynamic loading and spot experiment. The result of static loading calculation shows that the retaining wall can support accumulation and extrusion of granular body, and the glide or overturn disaster will not take place. The simulations of dynamic loading show that the retaining wall remains stable until sliding body collapses from 360 m (10 sublevels). Only one new safety cleaning bank in each 1 - 5 sublevels can fully meet the need of engineering. The new mode sustains steep slope mining, increases the angle of ultimate slope, and reduces invalid overburden amount of rock by 3%-5%. The result of spot experiment has verified the exactness of the above calculations and simulations.     

塘渣反压在垃圾填埋场局部滑移治理中的应用

对国内处于填埋作业状态的某局部滑移堆体边坡开展塘渣反压控制工程实践,监测治理前、后的表面位移、深层水平位移和渗沥液水位,评估滑移治理效果.分析后续填埋作业塘渣反压高度和厚度要求.结果表明：采用塘渣反压后,表面位移速率最大值从130 mm/d降为20 mm/d,填埋堆体单次最大滑移面积从8 994 m²降为1 645 m²,深层最大滑移速率从5.3 mm/d降为0.9 mm/d.分析表明,在实施塘渣反压措施后,堆体现状局部稳定安全系数从1.129提高到1.614.当后续堆体继续堆高时,建议最小反压体高度应高于潜在滑移面的坡脚,最小反压体厚度应保证堆体稳定安全,反压体高度和厚度的最终取值应根据堆体的稳定性和反压工程的经济性进行优化.     

黄土路堑高边坡稳定性分析新方法 ———特殊滑裂面快速搜索法

黄土路堑高边坡自身的特点,决定了其失稳破坏时滑裂面的特殊特征。综合考察大量失稳黄土高边坡实 例,发现其滑裂面剖面形态多呈上陡下缓的“L”形。利用传统稳定系数的概念进行分析,与实际情况出入较大。 利用数学方法,将黄土路堑高边坡的滑裂面概化为"抛物线"形,推导出其稳定性分析表达式,建立特殊滑裂面快 速搜索的方法。实际检验表明,该方法弥补了其他分析方法的不足,更符合实际。     

CFRP布加固钢筋混凝土梁可靠性分析

进行了CFRP布抗拉强度单向拉伸试验,对其概率分布进行了统计分析。试验结果表明,CFRP布的单向抗拉强度符合三参数Weibull分布。建立了CFRP布加固钢筋混凝土梁受弯承载力计算公式,应用Monte Carlo方法对CFRP加固钢筋混凝土梁的抗力进行了模拟。在得到抗力的统计参数以后,采用JC法对可靠指标进行了计算。计算结果表明,当CFRP布分项系数为1.25时,所有设计点的可靠指标在整体上与目标可靠指标最为接近,3种受弯破坏模式的可靠指标均值均大于目标可靠指标,满足可靠度设计的要求。     

土体抗剪强度指标变异水平对边坡稳定安全系数取值的影响

针对传统的边坡稳定极限平衡方法不能考虑土体抗剪强度指标变异性影响的问题,基于极限状态的概率分析原理,采用Monte-Carlo法对均质路堤边坡的稳定性开展了可靠度计算,讨论了稳定安全系数一定的条件下边坡失效概率随土体抗剪强度指标变异水平的变化规律,分析了安全系数与边坡可靠指标的对应关系及其随土体抗剪强度指标变异水平的变化特征。研究表明：边坡可靠度受土体抗剪强度指标变异性影响显著,呈现出随土体抗剪强度指标变异水平提高而急剧减小的趋势;为保证边坡具有相同的可靠性,安全系数的取值应与土体抗剪强度指标的变异性相适应,据此提出了基于可靠指标和土体抗剪强度指标变异水平的安全系数取值原则及其对应的三参数函数关系式。     

赤平投影法确定边坡稳定性系数

以自重状态下单滑面边坡的稳定性分析为例,运用赤平投影的原理和方法,确定该边坡的稳定系数,从而判断块体的稳定性,为工程初步设计提供可靠参考.     

降雨循环条件下高切坡稳定性演化过程及预测方法

为进一步揭示降雨循环条件下基岩型台阶状高切坡的降雨入渗及稳定性演化过程,以乐西高速马边至昭觉段某粉质黏土覆盖层基岩型台阶状高切坡为研究对象,通过室内干湿循环试验建立土体抗剪强度参数劣化数学模型;利用Geo-studio数值模拟软件研究多工况降雨循环下高切坡降雨入渗过程,揭示不同降雨循环工况下及雨后高切坡内部渗流场及稳定...     

土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的研制与验证

真三轴仪是研究复杂应力状态下土体力学特性的理想仪器,但如何保持加载结构与土体之间无摩擦力且三个方向无干扰加载是真三轴仪研制的技术瓶颈。针对“刚柔复合型”真三轴仪中刚性加载板与试样之间的双向摩擦力问题,基于土体与加载板之间的接触由“整体接触变为分散式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦”的减摩新方法,研制了土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板。详细介绍了该装置的结构原理和细部构造,通过大型直剪试验和数值计算论证了分散式接触代替整体式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦的减摩措施效果。结果表明,1）试样与加载板之间的摩擦系数低至0.023,与传统减摩方法相比,摩擦系数可降低90%以上。2）与整体式接触相比,分散式接触可使试样3个方向的应力和变形更为均匀,并较大程度地降低试样与加载板之间的摩擦力。3）采用分散式滑块相互搭接并预留间隙方法满足随试样同步变形,实现了大变形条件下（竖向最大变形量90 mm,应变达15%）真三轴试验的三向无干扰独立加载。土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的成功研制,有效消除了试样与加载板之间的界面摩阻力,使试样在接触面切线方向上可以自由双向变形,又实现大变形条件下三向加载互不干扰,破解了真三轴仪研制中的关键技术难题。