重力坝坝基失稳模糊-随机风险率计算方法研究

基于重力坝坝基抗滑稳定各影响因素的随机性、模糊性以及失稳准则的模糊性,研究了坝基失稳模糊风险数学模型的求解方法,建立了基于安全系数的模糊随机极限状态方程,对设计参数的模糊采用计算简便的α水平截集法,而对失效准则的模糊采用降半梯形隶属函数。工程实例计算表明：此方法比参数与失效准则均采用α水平截集法时得到的模糊风险率区间值更趋合理,模糊风险分析计算得到的坝体安全结论也与现行规范的确定性方法一致。     

重力坝坝基多斜面抗滑稳定模糊体系可靠度研究

以基岩具有多斜面、多滑移通道的某实际重力坝工程为例,基于刚体极限平衡法,采用模糊理论和几种典型的体系可靠度计算方法,研究其典型坝段的坝基深层抗滑稳定模糊体系可靠度,探讨模糊理论中隶属函数形式、隶属度以及隶属函数中关键参数的取值对可靠度计算结果的影响。研究结果表明,采取限制失效概率模糊界限比的方法可使计算结果更具有参考性,考虑模糊性的抗滑稳定可靠指标的下限较常规可靠度计算值偏小,这在重力坝坝基抗滑稳定分析中应引起重视。     

基于微粒群算法的重力坝坝基多滑面稳定可靠度分析

以往混凝土重力坝坝基抗滑稳定可靠度分析大多只研究单滑面或双滑面的情形,但通常的地质条件下,基岩内可能存在多滑面失稳,目前关于重力坝多滑面抗滑稳定可靠度的研究成果相对较少。本文在刚体极限平衡等安全系数法的基础上,提出了基于微粒群算法的重力坝坝基深层多滑面抗滑稳定可靠度计算方法,该方法能够处理非线性隐式功能函数的可靠指标计算问题,即根据可靠指标的几何涵义,将可靠度计算转化为约束优化问题,从而实现智能优化计算。3个算例分析表明,该方法计算工作量少,精度和计算效率高,算法适用性广,能够应用到复杂的坝基多滑面抗滑稳定可靠度计算中。工程实例分析表明,该方法具有较高的实用价值,可为重力坝稳定安全评价方法的深入研究与重力坝结构设计提供新的思路和技术支撑。     

岩基上重力坝抗滑 稳定的可靠度分析

本文提出了一个失稳破坏概率的计算方法,用以分析岩基上重力坝沿坝基面的抗滑稳定可靠度,并对一些具体问题作了分析.分析结果表明,国内几个工程的重力坝的失稳破坏概率小于10~(-9);传统抗滑稳定安全系数不能均匀地控制坝的抗滑稳定可靠度.     

混凝土重力坝深层抗滑稳定模糊体系可靠度研究

抗滑稳定研究是混凝土重力坝建设的重要内容,随着建设技术的不断发展重力坝深层建设可能影响到软弱岩层,目前的研究方法在安全系数与施工技术的校核方面存在一定问题.应用模糊体系对可靠度进行研究,在模糊体系数学理论基础上应用水平截面积法对坝基进行抗滑性合理分析,对混凝土重力坝深层抗滑稳定基面与整体结构进行分析与函数处理,对不同角度的水平基面控制模糊范围在12.0～18.0,模糊体系实验参数降低至0.2353.实验结果表明,两种传统方法与文中方法的可靠度分别为0.1、0.2、0.3,文中方法可靠性更高.     

基于差分原理的重力坝深层抗滑稳定可靠度研究

为分析重力坝双斜面深层抗滑稳定可靠度,依据刚体极限平衡等安全系数法建立的极限状态方程为隐式且非线性程度较高,传统验算点法难以直接应用,采用基于差分原理的二次二阶矩(SORM)可靠度方法有效解决了该问题并计算出单一双斜面滑移通道的可靠指标;当重力坝基岩地质条件复杂、存在多条滑移通道,且滑移通道间存在共结构面的关联性,则基岩整体构成一个失稳的串联系统,在前述方法的基础上采用体系可靠度宽窄界限法,提出了重力坝基岩整体抗滑稳定可靠度计算方法。结合重力坝典型工程案例,应用该方法研究了坝基深层各单一滑移通道的可靠度以及基岩整体稳定可靠度,并采用蒙特卡罗法(MC)验证了该方法的精度和适用性。     

基于混凝土双轴强度准则的重力坝可靠度分析

目前重力坝的可靠度研究主要集中在建基面抗滑稳定等方面,对基于不同强度准则的重力坝可靠度分析研究成果相对较少.本文首先介绍了采用的双轴强度准则、广义随机空间内的可靠度分析方法,然后采用线弹性有限元法,对基于混凝土双轴强度准则的某重力坝可靠度进行了分析.     

地震动和结构参数双重随机的重力坝抗滑稳定可靠度分析

地震动和坝体结构参数的随机性均对重力坝抗滑稳定可靠度有重要影响。首先建立了重力坝建基面抗滑稳定极限状态方程,将坝体水平和竖向惯性力随机过程的最大值作为随机变量,根据随机过程参数获得此随机变量的均值和方差,实现了将地震荷载和结构参数双重随机性问题统一到随机变量模式下;然后采用JC法分析了某实际工程重力坝建基面抗滑稳定可靠度,并结合地震发生的概率分析了该重力坝抗滑稳定的失效概率;最后采用正交试验法分析了各结构随机参数对可靠度和失效概率的敏感性。结果表明：本文提出将随机过程最大值作为随机变量的方法可以用于地震动和结构参数双重随机情况下的重力坝抗滑稳定可靠度分析;实例工程混凝土重力坝沿建基面抗滑稳定可靠指标为4.23,失效概率为0.001 17%;坝体材料密度、地基泊松比以及建基面黏聚力系数和摩擦系数对可靠度计算结果影响较为显著。     

基于分项系数有限元法的观音岩大坝深层抗滑稳定分析

材料强度储备系数法在重力坝深层抗滑稳定分析中得到了普遍应用,但该方法未考虑荷载的不确定性,且认为岩体强度可以无限度的降低,其安全系数不能表达坝基实际的可靠度。在分项系数有限元法的基础上提出了一种新的重力坝深层抗滑稳定计算方法——有界降强分项系数法,该方法将影响坝基稳定的变量经分项系数处理后,采用强度储备系数法考虑岩体强度可能的弱化,并以相同岩体抗剪参数的统计规律来控制其弱化下界。采用该方法对观音岩重力坝11号坝段进行了深层抗滑稳定分析,并与传统方法计算结果进行对比,结果表明:所提方法计算的安全系数比分项系数有限元法略大,不同方法计算所得大坝稳定性是一致的,说明所提方法应用于重力坝深层抗滑稳定是合理可行的。     

重力坝深层抗滑稳定失稳判别标准探讨

深层抗滑稳定是重力坝设计中的重要问题。传统的刚体极限平衡法虽然计算简单且有丰富的工程实践,但无法分析坝基的破坏发展过程。数值分析可以模拟坝基应力、变形和破坏机理,在深层抗滑稳定分析中逐步得到广泛应用。基于有限单元法和有限差分法,通过强度折减分析重力坝深层抗滑稳定,探讨了不同失稳判别准则下稳定安全系数的差异性。以葛洲坝水利枢纽为例,采用有限单元法和FLAC3D显式差分法进行了重力坝深层抗滑稳定分析。结果表明,采用塑性区贯通判别准则进行抗滑稳定分析可行有效,控制标准可取为塑性区达到建基面宽度的15%。研究成果可为重力坝深层抗滑稳定设计提供参考。     

基于概率—模糊—区间混合模型和改进分枝限界法的重力坝可靠性分析方法

借助传统概率模型评估重力坝服役安全需明确参数的概率分布,而非概率区间模型所得结论难以准确度量重力坝服役可靠程度,因此,本文提出了基于概率-模糊-区间混合模型和改进分枝限界法的重力坝可靠性分析方法。基于原型、室内试验成果与安全监测资料,结合参数时变模型和区间反演分析方法,建立综合考虑随机变量、模糊变量和区间变量的重力坝可靠性分析混合模型;利用信息熵法和Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优化条件解耦混合模型,通过基于当量正态化法的验算点法(JC法)计算可靠指标;对传统分枝限界法加以改进搜索主要失效模式,采用Ditlevsen窄界限法计算体系可靠度,综合评估重力坝整体服役安全。工程实例分析表明,本文方法可求解多种不确定因素共存的重力坝可靠性分析问题,适用范围较广;计算结果仍为概率可靠指标,表明在符合重力坝运行规律的前提下所选定坝段存在滑动失稳的可能性,与大坝的实际服役情况相吻合。此外,建立的可靠性分析混合模型,经一定的改进和拓展后,亦可用于其他结构工程的可靠性分析。     

考虑非正态变量相关性的重力坝抗滑稳定可靠度研究

为了研究相关非正态变量对重力坝抗滑稳定可靠指标的影响,采用Jc法、映射变换法和实用分析法计算了具有独立非正态变量时某重力坝抗滑稳定的可靠指标,以及用二阶矩矩阵法计算了非正态变量抗剪断摩擦系数f和黏聚力c字在相关性时重力坝抗滑稳定的可靠指标。通过计算分析表明：理论上Jc法、映射变换法、实用分析法三种方法对独立非正态变量的正态化处理方式有所不同,但对于文中实例计算结果基本一致;当变量间不考虑相关性时二阶矩矩阵法蜕化为Jc法;重力坝抗滑稳定的可靠指标随着f和c之间负相关系数的减小而增大,f和c’采用正态分布概率模型计算的重力坝抗滑稳定的可靠指标比f和c采用对数正态分布概率模型计算的重力坝抗滑稳定的可靠指标小。     

Tensile reliability analysis for gravity dam foundation surface based on FEM and response surface method

In this study,the limit state equation for tensile reliability analysis of the foundation surface of a gravity dam was established.The possible crack length was set as the action effect and allowable crack length was set as the resistance in the limit state.The nonlinear FEM was used to obtain the crack length of the foundation surface of the gravity dam,and the linear response surface method based on the orthogonal test design method was used to calculate the reliability,providing a reasonable and simple method for calculating the reliability of the serviceability limit state.The Longtan RCC gravity dam was chosen as an example.An orthogonal test,including eleven factors and two levels,was conducted,and the tensile reliability was calculated.The analysis shows that this method is reasonable.     

基于DE算法的重力坝坝基多斜面抗滑稳定可靠度研究

根据可靠指标的几何涵义可将可靠度计算问题作为求极小值的优化问题求解,借此引入改进的差分进化(DE)算法对某重力坝多斜面的抗滑稳定可靠指标进行计算。工程实例研究及随机参数敏感性分析表明,与工程中通常采用的蒙特卡洛(MC)方法相比,该方法的计算结果合理且效率较高,可处理可靠度计算中极限状态方程为复杂隐式非线性方程组的情况,为重力坝可靠度分析提供了新的有效的计算方法。     

基于温控仿真的RCC重力坝施工期开裂风险分析

温度荷载是使大体积混凝土在施工期间产生裂缝的主要因素。为对大体积混凝土开展施工期开裂风险分析,以某碾压混凝土(RCC)重力坝为例,在对其温控措施进行仿真分析的基础上,利用结构的可靠度理论,将大体积混凝土开裂的影响因素作为变量,运用响应面法构建极限状态功能函数,利用Monte-Carlo法得到该重力坝施工期的开裂风险和可靠度。分析成果表明:推荐温控措施合理;开裂风险概率和可靠度指标计算成果能够反映内部特征点的开裂风险高于外部、一期冷却末期出现最大开裂风险的特点,该方法可用于施工期的混凝土开裂风险评价。     

标准值与均值、标准差合理配套对结构可靠度分析的作用

对某混凝土重力坝断面设计的安全系数法、承载力极限状态法（分项系数法）进行了比较及可靠度分析，对二者可靠指标大不相同的原因进行了比较分析。分析认为，标准值与均值、标准差合理配套是结构可靠度分析的关键。采用随机变量较多，且特征值小、变异性大的方案较安全。     

土石坝抗滑稳定分析的分项系数设计法

土石坝坝坡抗滑稳定分析,以概率设计准则为基础,以可靠指标度量结构可靠性,采用以基本变量的标准值和分项系数表达的极限状态实用设计表达式进行设计,称分项系数设计法.介绍了5个分项系数和稳定分析公式,对引入的"相当安全系数"做了说明.     

边坡工程模糊随机可靠度分析

将模糊随机理论应用于边坡可靠性评价当中,为了考虑随机变量的模糊随机性,引入稳定系数的隶属函数对边坡的实际工作状态进行模糊可靠评价。提出模糊随机极限状态方程的二次构造思想,即将模糊随机理论和响应面法相结合,首先利用响应面法进行一次构造,得到可靠度响应面函数,在此基础上借助隶属函数的补函数作为辅助,进行二次构造极限状态方程来计算边坡的模糊随机可靠度。结果表明,该方法计算简便、收敛速度快,克服了对模糊概率密度函数直接积分求解时过程复杂、耗费机时的缺点,具有较高的计算精度和广泛的工程实用性。计算所得到的可靠性指标更加能够真实地反映边坡的稳定状态,为边坡工程可靠性研究提供了一种新的方法。