浅基础可靠性设计中的贝叶斯统计方法及应用

在现场土工试验数据比较少的情况下，应用经验分布求得某工程指标的概率分布是一种可行的方法.应用贝叶斯统计基本原理，并对其进行了推广.应用此方法对沈阳地区的粉质黏土试验指标进行了统计检验，并推导出其概率分布模型和模型参数.对沈阳市区某工程，应用修正后的概率分布模型和模型参数进行了浅基础可靠性设计，并与标准正态分布的计算结果进行了对比分析，结果表明该方法应用于地基基础可靠性设计是可行的.     

基于裂缝扩展准则的混凝土重力坝裂缝扩展全过程数值分析

将裂缝扩展准则应用于混凝土重力坝裂缝扩展全过程分析,结合虚拟裂缝模型计算了经典混凝土重力坝模型的断裂特性,并与其他数值方法进行了对比。结果表明：利用该数值方法得到的混凝土重力坝模型的外荷载一裂缝口张开位移曲线及裂缝扩展路径与试验结果均吻合良好;当给定了混凝土材料的起裂断裂韧度、断裂能、抗拉强度等参数后,即可采用该数值方法对混凝土重力坝裂缝扩展全过程进行分析。     

碾压混凝土断裂韧度尺寸效应的试验研究

进行了不同尺寸碾压混凝土三点弯曲试件的断裂试验。对实验结果进行分析,得到了碾压混凝土断裂韧度的尺寸效应规律。将碾压混凝土断裂韧度试验结果与已有的普通混凝土断裂韧度尺寸效应公式结合,通过对几种模型的计算结果的分析比较,得到了碾压混凝土所适用的断裂韧度尺寸效应公式。     

基于细观力学模型的混凝土温度裂缝研究

建立了混凝土的细观力学模型,考虑骨料、砂浆和界面的3相组成,利用Weibull概率分布对各相材料的力学参数进行随机赋值,体现出材料的细观特征和不均质特性.基于混凝土弹脆性损伤模型,对混凝土开裂进行数值模拟,以单轴压缩和3点弯曲梁实验对该方法进行了验证,同时提出了通过宏观性质演算细观参数的方法,最后,模拟了寒潮工况下早龄期混凝土在不同保温条件下的开裂.结果表明:该方法能较好地模拟混凝土材料中微裂纹的萌发和扩展,能较好地反应混凝土材料在温度荷载下开裂的全过程.     

早龄期混凝土软化关系的数值分析

为得到合适的早龄期混凝土软化曲线,更好地研究混凝土早期性能,以早龄期混凝土基本力学性能试验及断裂性能试验为基础,借助有限元软件ABAQUS对早龄期混凝土I型开裂进行了数值模拟. 通过对混凝土3点弯曲梁断裂过程数值模拟结果与试验结果的分析,总结了双线性软化曲线模型与非线性软化曲线模型的优缺点,并在此基础上提出一种新的软化曲线模型--混合型软化曲线模型. 数值计算结果与试验结果表明,混合型软化曲线模型可以准确地描述混凝土的开裂软化行为,分析混凝土的断裂性能.
     

循环荷载下橡胶混凝土的断裂特性

为了研究循环荷载下橡胶掺量对混凝土断裂力学性能的影响,对5种不同橡胶掺量(0、5％、10％、15％、20％)的带缺口混凝土梁分别开展了单调和循环加载断裂试验.根据断裂试验获得的荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线计算了橡胶混凝土的断裂能和耗散能,结合典型橡胶混凝土试件的破坏形态,综合分析了加载工况及橡胶颗粒掺量对混...     

基于局部损伤混凝土模型的FRP-混凝土界面有限元分析研究

基于局部损伤混凝土模型建立了FRP-混凝土搭接接头的精细有限元模型,对其界面在准静态荷载和动力荷载下的粘结性能进行了研究.将准静态有限元模拟结果与FRP-混凝土搭接接头单剪试验数据进行了比较,同时完成了该局部损伤混凝土模型的各参数分析,详细讨论了混凝土断裂带宽度和断裂能等因素对有限元计算的影响.该模型计算得到的准静态荷载-滑移及应变分布曲线均接近试验结果,且通过数值分析还能详细展示FRP-混凝土界面的损伤、传递及破坏过程,预测构件的静态承载能力和FRP-混凝土粘结滑移行为.在此准静态精细有限元模型基础上引入与应变率相关的混凝土动力增强因子(dynamic increasing factor,DIF),针对不同加载速率下FRP-混凝土粘结滑移行为进行了初步讨论,指出高加载速率会导致FRP-混凝土界面承载能力的提高和有效搭接长度的增长,并扩大破坏区域的范围.     

剪力作用下配筋混凝土砌体墙的可靠度分析

针对水平剪力作用下配筋混凝土砌块墙体的抗剪承载力可靠度水平,提出其可靠度计算模型与方法,该方法考虑了模型误差的分布形式、灌孔混凝土砌块砌体的抗压强度、活荷载类型、荷载效应比、墙体内水平钢筋的配筋率、墙体截面高度、墙体的竖向荷载以及剪跨比等影响因素.通过受剪墙体的试验数据统计与分析,确定Lognormal为最佳的可靠度模型误差概率分布形式;可靠度计算结果表明:模型误差的概率分布形式对配筋砌块墙体抗剪承载力的可靠度指标影响最大,其中Lognormal、Gamma和Gumbel分布下的可靠度指标皆大于或接近目标可靠度3.7,而Normal和Weibull分布下的可靠度结果小于3.7.     

海洋环境下FRP-混凝土界面粘结退化的可靠性分析

开展了海水浸泡作用下FRP-混凝土界面粘结性能的可靠性研究,根据海水浸泡作用后的FRP-混凝土界面粘结试验结果,分析了FRP-混凝土界面断裂能的概率分布;采用非线性回归方法建立FRP-混凝土界面断裂能与腐蚀时间的关系式。在此基础上,采用可靠度理论计算任意腐蚀时间下不同FRP-混凝土界面设计断裂能平均值和标准差的可靠度指标。结果表明:FRP-混凝土界面断裂能服从正态分布。随着腐蚀时间的增加,可靠度指标会先迅速降低后缓慢降低。设计断裂能的平均值和标准差对界面可靠度指标有较为显著的影响,平均值越大,任意腐蚀时间下的可靠度指标越小;标准差越大,可靠度指标在一段较短的腐蚀时间后会越大。     

V带疲劳寿命和疲劳强度概率分布模型

通过失效物理背景分析和实际数据统计检验,研究了Ｖ带疲劳寿命概率分布,并在此基础上借助疲劳寿命和疲劳强度之间的破坏率等同性原理,求出了Ｖ带疲劳强度的概率分布．应用实例显示了该模型能反映Ｖ带疲劳强度随时间延续而变化的动态关系．     

Fracture Statistics Dominated by Hot-Cutting Defect and Deviation from Weibull Distribution

This paper characterizes the rarely noticeable hot-cutting defect and statistically models the fracture governed by this new type defect. The morphology of the defect on fired ceramic is examined and quantitatively featured through comparing the fracture strength governed by intrinsic defect and hot-cutting defect. Weibull distribution is utilized to fit the observed strength data and chi-square goodness-of-fit test is conducted to analyze the deviation. Kernel density estimation is introduced to explore the underlying strength distribution dominated by hot-cutting defect. Based on the shape information from kernel density estimating,gamma and lognormal distribution are compared and the hot-cutting defect governing fracture statistics is finally confirmed by chisquare test. Results show that the newly-defined hot-cutting defect is more dangerous than the intrinsic defect and the priori Weibull distribution fails to describe the fracture statistic governed by the edge defect while the lognormal with a slightly right skewed shape fits it very well.     

飞行器结构疲劳寿命分散系数理论值确定的一种方法

提出了一种基于假设检验观点的确定疲劳寿命分散系数理论值的方法,针对疲劳寿命服从对数正态分布和威布尔分布的情况,分别推导了基假设检验观点的分散系数确定公式,算例表明在小子样容量条件下,与传统的参数估计概念的分散系数相比,假设检验观点的分散系数更趋近于实际统计值。     

考虑风险等级的车车通信MTTC混合分布模型

为研究车车通信环境下改进碰撞时间（modified time-to-collision, MTTC）的分布规律,建立能够描述不同车辆运行风险等级的MTTC混合分布模型,并利用实测数据进行模型验证,开展基于LTE-V技术的车车通信环境实验,获取实际车辆行驶实验数据,并利用k-means聚类方法将车辆运行风险划分为4种等级,利用Weibull、Gamma、对数正态3种概率分布模型,分别针对4种风险等级下的MTTC进行拟合检验,结果表明不同风险等级下的MTTC均可用对数正态分布模型描述。在此基础上,建立针对4种风险等级的MTTC对数正态混合概率分布模型,并利用EM算法对模型参数进行标定。选取Weibull、Gamma、对数正态概率分布模型作为对比,通过拟合优度分析验证所提出混合分布模型的有效性,并将该混合分布模型应用于一般环境下MTTC实验数据分析。结果表明:对数正态混合概率分布模型能够更好地拟合车车通信环境下的MTTC分布规律,并对一般环境具有良好的普适性,可为车辆运行安全相关研究提供理论支持。     

混凝土碳化的概率模型及碳化可靠性分析

利用我们近几年在旧建筑物检测中积累的资料，对混凝土碳化深度的概率分布进行了统计检验分析，提出了混凝土碳化的概率模型，在此基础上，分析了混凝土碳化的模糊可靠性。     

混凝土亚临界裂纹扩展的分形效应

通过三点弯曲断裂SEM试验，获得了混凝土断裂全过程的扫描电镜图像．采用分形几何方法对裂纹扩展路径进行了考查，并对获得的数据点进行了回归分析和回归结果的相关性检验，论证了裂纹亚临界扩展的分形性质，得到了细观裂纹路径的分形维数D，此外，还探讨了分维D与断裂能GF之间的关系。     

现役水工钢闸门锈蚀速率的统计分析

收集国内水工钢闸门锈蚀检测的数据,采用概率统计方法和3σ方法确定了现役钢闸门锈蚀速率的概率分布模型.提出基于贝叶斯理论的钢闸门锈蚀速率更新的方法,并采用算例说明了所提方法的有效性.结果表明:我国水工钢闸门锈蚀速率的均值和变异系数分别为0.034 mm/a和0.43,锈蚀速率均值的均值和变异系数分别为0.034 mm/a和0.60,它和国外普通碳钢在淡水中的锈蚀速率大体相当.锈蚀速率不拒绝正态分布和对数正态分布,但以对数正态分布为优.采用贝叶斯理论更新后的锈蚀速率的不确定性明显减小.     

随机载荷谱下裂纹扩展统计特性研究

针对随机载荷谱下裂纹扩展的随机性和分散性,本文在确定性断裂力学基础上,应用概率断裂力学(PFN)方法研究随机载荷谱下裂纹扩展的分散性.考虑随机载荷谱下裂纹扩展分析特点,发展描述裂纹随机扩展统计特性的模型.通过与大子样试验结果对比,表明该模型可较好地反映裂纹扩展的统计特性.只要相应参量的分布特性已知,该模型亦可较方便地应用于工程实际.     

中硬场地地震影响系数谱的概率保证

我国抗震规范中采用的是地震影响系数谱,从概率上来研究规范反应谱具有重要意义.采集中硬场地上205条地震记录,研究了反应谱的概率分布模型,并运用K-S检验进行了验证.通过统计分析获得了对数正态分布,研究了规范反应谱的概率保证,发现规范反应谱在某些区段的概率保证仅有20%-30%.在加速度、速度和位移控制段获得不同概率保证的谱曲线,并对规范反应谱进行了调整,依据规范反应谱的形式运用最小二乘法对得出的谱曲线进行了拟合,拟合效果较好.     

沿晶脆性断裂的非平衡统计理论研究

目的研究晶体中的沿晶脆性断裂行为．方法用非平衡断裂统计理论框架并且考虑了晶体内部三叉结对裂纹阻塞的影响．结果在非平衡断裂统计理论框架下统一导出了沿晶微裂纹长大速率、沿晶断裂几率、可靠性、断裂强度统计分布函数、断裂韧性以及一些随晶粒尺寸变化的统计平均值等物理量．结论建立了沿晶脆性断裂非平衡统计理论．