基于免疫算法的岩土工程可靠度分析

基于免疫算法原理和可靠度指标的几何涵义,提出了计算岩土工程可靠度指标和设计验算点的全局优化算法。该方法模拟了生物免疫系统,其主要步骤包括:B细胞与抗原之间的亲和度计算与选择、B细胞的克隆、变异和记忆细胞的产生等。对于功能函数的非线性和复杂性,避免了繁复的求导数工作。通过两个工程实例,证明了本文提出的方法进行岩土工程可靠度分析的有效性。     

岩土工程可靠度关于强度参数分布函数概型的敏感度分析

应用岩土工程可靠度计算中常用的一次二阶矩法,以Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ准则的抗剪度参数ｃ,ψ为例,针对各种不同分布函数概型对可靠度指标的敏感度进行了定量分析。结果表明,岩土工程可靠度计算中分布函数概型引起的可靠度误差不容忽视。     

有复杂性极限状态方程的岩土工程可靠度分析

分析了岩土工程可靠度问题中极限状态方程的特点,基于可靠度指标(设计验算点)的几何意义、蒙特卡罗(Monte Carlo Method)模拟法和最优化思想,提出了一种计算有复杂性极限状态方程的岩土工程可靠度的方法。     

岩石的非线性统一强度准则

Hoek-Brown强度准则在岩石工程中被广泛采用，但由于它没有考虑中间主应力效应，因而在理论和实际应用上都存在不足之处，综合统一强度理论和Hoek-Brown强度准则的优点，提出一个适用于岩石的非线性统一强度准则，这一准则既考虑岩石拉压强度相差较大的特点，又考虑了中间主应力效应及其区间性。Hoek-Brown强度准则和非线性双剪强度准则在π平面上构成了岩石屈服破坏面的内边界和外边界，它们均为所提准则的特例。岩石的非线性统一强度准则，其子午线是非线性的，其参数与Hoek-Brown准则的参数一致，可以用岩石的常规三轴试验结果按Hoek-Brown提出的回归公式得出，完整岩石能够从常规三轴试验数据预测出不同应力角的破坏极限线，与国内4个单位6种岩石20余组岩石真三轴实验结果对比表明，该准则与实验结果吻合良好，这一准则也可以推广到岩体或节理化岩体。     

遗传算法在岩土工程可靠度分析中的应用

基于可靠度指标的几何涵义 ,运用遗传算法原理 ,提出了计算岩土工程可靠指标和设计验算点的全局优化算法。该方法模拟了生物遗传进化的过程 ,克服了传统方法容易陷入局部最小值的缺点。对于功能函数的非线性和复杂性 ,避免了有时甚繁的求导数工作。通过实例证明了本文方法的有效性     

岩土工程可靠度基本理论研究的若干问题

简要叙述了国内外工程结构可靠度的研究动态;结合课题组所做的工作,介绍近几年在工程结构可靠度计算理论、岩土参数随机反分析、响应面可靠度有限元、岩石力学弹塑性随机有限元及其随机动力有限元问题5个方面的研究进展。     

岩土工程中地基承载力的可靠度分析

介绍了JC法和可靠度分析优化算法,并利用Excel规划求解工具优化求解。通过具体工程算例,两种方法计算得到的结果进行了对比。结论表明土体之间的相关性对岩土工程可靠度分析有较大的影响,并且这种影响是偏于不安全的。     

岩土工程反分析的扩展贝叶斯法

基于概率与数理统计理论和现代信息理论，针对传统贝叶斯法中观测信息与先验信息不匹配的缺陷，探讨了一种新的反演方法。该方法通过引入匹配系数β,将现场量测信息和先验信息有机地结合起来，克服了传统贝叶斯法的不足，在形式上完成了目前常用的最小二乘法、最大似然法及传统贝叶斯法准则函数的统一，并可由量测数据的质量和数量推算预测模型的最佳阶数。同时，可以由β值的定量分析，直观地得到量测值与参数初始估计值之间的权重比例。     

基于数值模拟和函数连分式渐近法的工程结构可靠度分析

提出一种基于数值模拟,函数连分式渐近法和改进JC法三者相结合的可靠度分析方法,以模拟实际工程中常见的功能涵数有明确的可靠度计算问题,可靠度分析中,可直接应用现有的确定性的结构分析程序和有限元程序,同时计算中可考虑基本变量之间的相关性和基本变量的不同概型分布,数值结果表明该方法具有较好的效率和精度。     

功能函数不明确结构四阶矩可靠度的分析方法

本文探讨了功能函数不明确结构四阶矩可靠度的分析方法。给出确定利用最大熵原理建立的功能函数概率分布密度的待定参数时由高斯积分表达的离散化公式。本文方法是为功能函数不明确结构而提出的,也可用于功能函数为显式结构的可靠度分析。特别本文采用的高斯积分离散化公式使在同样的精度下计算量大为减少,解决了四阶矩可靠度分析的费时问题。     

岩土工程中基于栅格的三维地层建模及空间分析

地理信息系统（GIS）及空间信息分析技术的发展为解决复杂的岩土工程科学问题提供新的手段,三维空间的地层和硐室建模是岩土工程GIS信息技术的核心内容。在此基础上,研究三维空间分析算法并实现具备强大面向对象分析功能的GIS信息系统,是该项技术在岩土工程领域得以推广应用的前提条件。以典型的工程应用实例为背景,介绍基于栅格的包含多元信息（监测设施、工程措施和地质断层等）的三维地层建模技术,详细探讨地层模型中的任意单纯地层剖面生成、地层与三维场景中的水位面及实体相交、地层与硐室的混合剖切算法及面积和体积的空间计算等分析功能。     

基于响应面与重要性抽样的岩土工程可靠度分析方法研究

 由于功能函数非线性强且难以显式表达,岩土工程可靠度分析以往多采用响应面方法解决,但其求解的可靠度指标为几何可靠度。阐明几何可靠度与一般可靠度的实质和两者之间的差异,指出对于功能函数非线性较强的岩土工程问题,采用几何可靠度指标存在较大误差,需进行改进。然后引入V空间重要抽样方法将基本变量随机空间通过Rosenblatt变换和线性正交变换转换至V空间,在响应面方法得到岩土工程的设计验算点及其附近的响应面的基础上,采用重要性抽样方法求解岩土工程可靠度。几个数值算例和工程实例的对比分析表明该方法可行、有效、精度较高,适用于非线性强的岩土工程可靠度求解。     

广州宝钢大厦岩土工程勘察分析

以勘察数据为依据而进行基础工程的施工已成必然,以宝钢大厦(广东)项目为背景,以遵循施工场地自身的条件及周围环境的特点为原则,切实做到理论与工程实践经验相结合,分别介绍了工程项目的场地岩土工程地质条件、场地水文地质条件、地质构造与场地稳定性和适宜性评价、基础选型分析与方案建议、基坑支护选型和工程措施建议等内容。通过实例,深刻地论证了工程项目施工前的岩土工程勘察分析的必要性。取得的经验可供广州市类似工程借鉴。     

高堆石坝非线性强度指标坝坡稳定可靠度 分析方法研究及工程应用

 证明了按Fs－1和MR－MS两种方式构建功能函数的数学等效性,提出基于邓肯非线性强度准则、简化毕肖普法、中心差分法、一次二阶矩法及Fs－1,MR－MS两种功能函数的非线性强度指标坝坡稳定可靠度分析的新方法,探讨可靠指标b对非线性强度指标的敏感性以及非线性强度指标相关性对b和临界滑弧位置的影响,得到以下结论：(1) 按Fs－1和MR－MS两种方式构建功能函数得到的b相差不超过0.5%,由于按MR－MS构建功能函数可以直接计算对随机变量的偏导数,因此,建议按此方式进行可靠度分析。(2) 一次二阶矩法的b计算值相对Monte Carlo法的误差小于2%。可靠度灵敏系数反映出b 随j0的增大和Δj的减小而增大,且b 对j0的敏感性更为显著。由此可见,j0参数的合理确定对工程的安全和经济性至关重要。(3) j0和Δj的相关性对b 和临界滑弧的位置影响比较明显。b 随相关系数的增大而渐增,最大增幅达15.67%,同时临界滑弧的位置逐渐向坡外移动,表明不考虑相关性的计算结果偏于安全。(4) 对双江口土质心墙堆石坝坝坡稳定的可靠度分析证明了所提方法的合理性,各典型工况的最小可靠指标bmin及临界滑弧的位置符合工程实际,坝坡稳定可靠度满足相应规范要求。     

克服岩土工程有限元病态问题方法的对比与研究

位移有限元方法应用于岩土工程数值计算时，常会遇到各种有限元病态问题，诸如材料极不均匀体、极端各向异性体、不可压缩或几乎不可压缩弹性体、板的“自锁”等有限元病态问题。研究目前岩土工程界提出的多种克服有限元病态问题的方法及各自的特点（如正则化方法、归一化方法及变刚度方法等）。通过平面杆件系统的有限元计算算例，分析和对比正则化方法、归一化方法和变刚度方法在解决有限元病态问题时的优劣性。     

工程地质三维建模及分析系统设计研究

 采用边界表示(BRep)结构和TIN模型的混合数据结构，借助GIS技术，开发集基础数据管理和三维地质建模为一体的工程地质三维建模及分析系统。采用TIN模型来拟合构造复杂的地质曲面，提出包括直接由离散点生成TIN模型、或由地形等高线生成TIN模型，以及由规则格网数据生成TIN模型的多种构造方法，并实现地质层面TIN模型的求交、裁剪，以及缝合等关键技术；引入颜色、纹理等“渲染”技术，实现地质信息的逼真表达；此外，探讨基于三维地质模型的任意地质剖面分析、岩土体分布面积和体积计算等基本分析技术，最后将系统应用于滑坡、高边坡、水利水电以及公路边坡开挖等工程地质三维建模和分析中，验证该理论及系统的可靠性和通用性。     

基于工程地质三维精细模型的高拱坝 坝肩处理可视化分析

 拱坝坝肩岩体的稳定与否直接关系着拱坝的安全。我国西南锦屏一级拱坝坝肩工程地质条件极为复杂,对其处理措施中设置了密集的7层洞室。采用VisualGeo工程地质三维建模系统,建立该工程整体岩级分类三维地质模型,并建立抗力岩体加固处理洞室群模型。在此基础上进行坝肩边坡模拟开挖分析及抗力岩体加固处理洞室群模拟开挖分析,得到加固处理洞室群围岩岩级分类三维地质模型。同时,进行坝肩洞室群所在的7个高程的平切分析和各洞室开挖各类岩体的体积分析,为高拱坝坝肩岩体处理设计与施工提供了直观、精确的可视化分析平台。     

隧道及地下工程围岩的屈服接近度分析

根据围岩中接近屈服面区域的安全程度的差异,对非塑性区的危险程度进行定量研究具有重要的理论意义和工程应用价值。通过分析Mohr-Coulomb准则以及其他屈服准则在主应力空间中非屈服应力点和屈服面的关系,在经典塑性理论框架内定义了屈服接近度指标,并建立了相应于各种不同类型的屈服准则的屈服接近度求解函数。通过对一受单断层影响的城门洞形隧道算例的分析,表明破坏接近度的定义是合理的,这一分析方法可以使得工程师以定量的概念来把握和判断围岩中不同区域的危险性程度,便于相互比较和相似工程间的比较,对于分析隧道及地下工程围岩破坏区的演化及安全度评价具有重要的实用价值。