用于计算西安黄土相关距离的空间范围的探讨

土层的相关距离是表述土体空间变异性和相关性的基本参数,从理论上来讲,其应该是一个常量。实际研究表明,土层的相关距离随着用以计算平均的空间范围h(样本容量)的变化而变化。如何在有限的土层厚度范围内确定一个合理的用于计算相关距离的空间范围h至关重要。以西安黄土为例,利用测试间距较小的CPT数据作为样本,采用递推空间法计算了某黄土场地土层在不同样本长度(空间范围h)下的相关距离及方差折减函数,分析其随空间范围h的变化规律。提出适用于计算西安黄土相关距离的空间范围h的建议值,并对其误差进行分析。     

关于随机场理论在土工可靠度计算中应用的研究

应用随机场理论进行可靠度分析时,关键在于随机场理论求得的参数,尤其是方差折减函数如何同可靠度理论结合起来。在土工可靠度计算中正确选取并且合理应用方差折减函数是一个非常关键但又很容易被忽略的问题。本文从随机场的基本理论出发,对这一问题进行探讨和研究,提出方差折减函数的确定原则;并通过一个工程算例,说明此折减原则较为合理,且在实际工程中偏于安全。     

预应力筋张拉伸长值的实用计算方法 --逐跨折减系数法

针对多跨预应力混凝土结构中常用的预应力筋线形,分别推导出其平均有效预应力的单跨折减系数,以此为基础建立了计算预应力筋理论伸长值的逐跨折减系数法,可供工程技术人员参考.     

基于随机场理论的江苏海相黏土空间变异性评价研究

土体空间变异性分析是进行岩土工程可靠度设计的理论基础。采用随机场理论,提出了典型江苏海相黏土的随机场特征及参数,对基于孔压静力触探(CPTU)测试数据的空间变异性进行了系统分析。由于竖直方向上CPTU锥尖阻力数据的样本容量较高,通过对锥尖阻力进行一次多项式去趋势来获得平稳的波动分量,并利用常用的5种自相关模型拟合波动分量的自相关系数。采用修正的Bartlett统计公式来检验波动分量的平稳性,选取最优的竖直波动范围。竖直变异系数由波动分量和去趋势函数来确定。鉴于水平方向上的CPTU锥尖阻力数据的样本容量较小,采用平均零跨距法估计水平波动范围,水平变异系数由总体变异系数来表示。结果表明,竖直向和水平向上江苏海相黏土较报道值显示出更强的空间变异性。     

摩尔-库仑准则和粘塑性方法的边坡稳定分析

介绍采用真实的摩尔-库仑准则和弹-粘塑性原理按强度折减法进行边坡稳定分析的理论和方法,算例分析表明其计算结果与简化Bishop法所得结果吻合良好.     

考虑土性参数空间变异性的桩基可靠度分析

土性参数空间变异性是土性不确定性的一个主要来源,对岩土结构稳定性影响非常大,但目前多数研究采用间接近似的隐式模型模拟,采用直接明确的显式模型模拟的研究较少。本文将基于蒙特卡洛模拟的可靠度方法与随机场理论相结合,建立基于随机场理论的桩基可靠度分析方法,采用随机场法直接明确地模拟土性参数空间变异性,并基于钻孔桩实例分析土性参数空间变异性对钻孔桩可靠度设计的影响。结果表明,土性参数空间变异性对桩基设计结果影响很大,忽略空间变异性将导致设计结果更保守,土性参数空间变异性对小直径钻孔桩的设计结果影响更突出。另外,文章还采用等效方差折减法间接近似地模拟空间变异性,结果表明,采用方差折减函数简化形式的等效方差折减法模拟设计结果偏保守。     

楼板中多跨预应力筋张拉伸长值的实用计算法

针对多跨预应力混凝土楼板中常用的预应力筋线形,分别推导出其平均有效预应力的单跨折减系数,进而建立了计算预应力筋理论伸长值的实用计算法,可供工程技术人员参考。     

岩土强度参数正态–逆伽马分布的最大后验估计

岩土强度参数的概率分布特征参数是确定强度参数标准值和可靠度分析及风险评估的基础,目前采用现场数据进行估计的方法存在小样本信息量不足的问题,为此,基于贝叶斯统计理论提出服从正态分布的岩土强度参数的概率特征参数服从于一个二维联合先验分布,并根据贝叶斯公式推导相应的共轭后验分布函数,以及岩土强度参数概率特征参数的最大后验估计量计算公式。以重庆万州区域内若干工程的泥岩和砂岩的黏聚力、内摩擦角的历史数据为例,建立先验分布函数,先统计单个工程的现场样本均值和方差,然后将若干工程的均值和方差组成新的样本,以此样本为基础采用参数估计得到理论推导确定的先验分布中的超参数,从而确定该区域泥岩和砂岩黏聚力及内摩擦角的先验分布函数,结合该区域内一个工程算例的现场数据,得到该工程在现场样本情况下泥岩和砂岩黏聚力及内摩擦角的概率分布特征参数的后验分布函数和最大后验估计值,并计算相应的黏聚力及内摩擦角的标准值,与传统方法确定的标准值进行比较,表明提出的贝叶斯方法综合了历史数据和现场数据的信息,更为科学合理。     

应用组合分类法对暂态电能质量扰动分类

有机地结合贝叶斯分类法、感知准则函数分类法和最小错分样本数准则分类法的理论优点,提出了一种新的组合分类方法.该方法保留贝叶斯法的最优特点,去除其使用的必备条件,保留了最小错分样本数准则分类法可对交叉样本分类,去除其计算复杂的缺点.与常用的最小错分样本数准则函数分类法以及贝叶斯分类法、感知准则函数分类法相比,该组合分类法在理论上具有最优分类、可对交叉样本分类、计算简便的优点.在对暂态电能质量扰动分类的仿真分析过程中,充分显示了新方法的上述优点.     

基于罚函数的平均风速统计时距划分方法

针对目前结构风工程中风速特性统计分析均采用固定时距且不考虑统计时距内平均风速变化的假定,以三峡库区青草背长江大桥及舟山西堠门大桥桥址处实测风速资料为对象,采用罚函数对比法探讨了以风速样本均值和方差作为风速序列突变判据的时距划分方法,对比分析了风速样本的稳定时距的峰度、偏度、概型分布等统计特性。通过研究发现：采用P-variance方法得到的风速序列稳定时距远大于P-mean方法,风速平均值的波动趋势明显快于表征风速脉动能量的风速根方差的变化;基于罚函数对比法计算得到的风速稳定时距呈现出明显的正偏态分布特征,且Weibull分布可以较好地拟合风速稳定时距;采用罚函数对比法P-mean算法得到西堠门大桥桥址风场的风速稳定时距为569s,与规范中600s的计算时距非常接近,在一定程度上为规范600s时距的取值提供了依据,也证明了罚函数对比法在计算平均风速统计时距上的合理性;相比于传统10min固定时距,基于罚函数对比法的可变时距下风速序列的顺风向紊流强度和阵风因子的标准差均有不同程度的下降。     

钢-混凝土组合梁的挠度计算方法研究

通过定义钢-混凝土组合梁的挠度放大系数,总结了不同计算方法得到的挠度放大系数计算公式,通过作图分析了各种计算方法的特点及适用范围。对比分析了不同荷载形式下两端简支梁以及不同边界条件下单跨组合梁受均布荷载作用时的挠度放大系数与精确解的误差;与已有试验结果对比发现改进折减刚度法得到的计算值与试验值吻合较好,表明改进折减刚度法可应用于单跨钢-混凝土组合梁的挠度计算,公式简单,计算方便,精度较高。     

基于应变区间折减理论的频率相关等效线性化方法

为了克服传统等效线性化方法高频段响应被低估的问题,基于传统等效线性化分析原理,结合目前各种频率相关的等效线性化理论方法,提出了考虑有效应变区间折减的频率相关等效线性化方法。采用标准化应变谱表征等效应变与频率的关系,引入剪切应变弹性阈值概念,修正标准化应变谱幅值在弹性应变范围内的频段,同时采用Gaussian平滑方法拟合标准化应变谱,建立有效应变区间折减系数的分段函数,并利用竖向台阵的地震动实测记录对本文方法的可靠性和适用性进行考察。各类场地的分析结果表明:本文方法考虑了地震动高频成分所对应的较大剪切模量和较小阻尼比的实际情况,给出了场地地震反应在高频段的优化结果,可为实际工程的抗震设计提供可靠依据。     

薄钢板剪力墙地震力折减系数和位移放大系数分析

基于薄钢板剪力墙的等效拉杆理论,利用SAP2000有限元分析软件,通过10层3跨结构倒三角型和均匀分布两种基本加载模式的底部剪力V-顶点位移Δ曲线和多条地震波增量动力分析法得到的平均V-Δ曲线的差值建立了函数关系,获取了相关的计算系数,进而推算出了7跨相同层数的结构在地震作用下的抗震性能。对所设计的抗弯钢框架-薄钢板剪力墙结构体系的抗震性能进行了评估,通过Matlab语言编写的能力谱法程序计算出了结构在小震和中震下前三阶振型的需求谱、能力谱和性能点。利用改进的能力谱法计算出了10层7跨抗弯钢框架-薄钢板剪力墙结构中震下的地震力折减系数R、超强系数R_Ω和延性折减系数R_μ分别为2.81、2.58和1.09;大震下的位移放大系数Cd为4.12。     

随机场理论在抗剪强度指标统计中的应用

 根据土力学关于地基承载力等课题的基本假定,土的抗剪强度指标是描述均匀土体平均强度趋势的参数,统计时应计算其一定空间范围的均值及其均值方差,因而有必要将随机场理论引入抗剪强度指标的统计方法,并考虑土性指标的自相关性及互相关性。以抗剪强度指标的传统统计方法为基础,结合随机场理论,提出抗剪强度指标的随机场统计方法,在抗剪强度指标统计时既考虑单个指标的自相关性,又考虑指标之间的互相关性;并且不必分别研究c,tanj 的自相关函数及互相关函数,而是通过回归直接得到其均值方差,使计算大为简化。最后,通过天津新港的工程算例,进一步说明用此统计方法得到的可靠度指标与工程的实际安全程度相对应,且较传统的统计方法更为合理。     

基于二维随机场在圆弧曲线上局部平均化的边坡可靠度分析

土质参数随机场在边坡滑移面上局部平均后的"空间特性"值是控制边坡可靠性的主导因素。以边坡滑移面为圆弧为前提,基于随机场理论进行了公式推导,通过二维随机场在圆弧曲线上的一维局部平均得出了局部平均方差的计算式。以推导出的局部平均方差计算式为基础提出了适用于均质原状边坡的简便可靠度分析方法。方法首先通过少量确定性有限元分析经拟合得出极限状态曲线,然后经过一维局部平均方差计算边坡强度参数的"空间特性"统计指标,最后通过积分计算强度参数分布函数在极限状态曲线危险侧的面积得出边坡失稳概率。经与蒙特-卡罗随机有限元法进行对比表明,提出的基于二维随机场一维局部平均的边坡可靠度分析方法计算结果可靠,可为边坡可靠性分析提供一种新思路。     

基于测斜数据的桩身弯矩计算

为使用测斜数据推断基坑支护桩弯矩,对某工程测斜数据采用三点圆求曲率法、多项式拟合法、样条拟合法对所选时间内的测斜数据进行计算分析,对比各种方法计算弯矩的适用性;并将钢筋计所测数据计算的桩身弯矩作为实测值与测斜计算结果进行对比。其结果表明：三点圆法与样条插值计算曲率求弯矩与实测值偏差较大,且数据波动变化大,在实际工程中不具有实用性;五次多项式拟合可以较好拟合测斜数据,计算弯矩与实际弯矩值吻合程度高。因此在工程中采用多项式拟合求桩身弯矩是较为实用的方法。     

渤海湾地基土随机场特性及可靠度分析

阐述了随机场理论在进行海洋结构物地基可靠度分析中的作用。利用渤海油田在多年开发和建设中积累的大量工程地质资料,开发研制了“海洋土地基可靠度分析系统”。运用该系统的强大数理统计和分析功能,综合理论和实测数据建立起渤海海域海洋土竖直和水平向土性剖面的齐次正态随机场模型,计算得到土性指标的方差折减函数,进而在可靠度分析中运用强度指标的空间平均方差进行可靠度分析,强度指标折减前后的可靠度分析结果表明随机场理论的应用对可靠度分析起到了重要的作用,经过折减的土性指标的变异系数明显较小,从而使可靠度分析的结果接近工程实际。     

考虑剪切变形的波形钢腹板组合梁的变形计算方法

结合波形钢腹板组合梁的刚度特征,考虑剪切变形的影响,对其挠度计算方法进行了较为系统的分析和研究。采用静力法和能量变分法,分别建立了考虑剪切变形影响时波形钢腹板组合梁的挠曲线微分方程。利用该挠曲线微分方程,得到了波形钢腹板组合梁在不同荷载作用下由剪切变形产生的跨中挠度的计算公式和短期折减刚度。通过将跨中挠度的理论计算值与有限元分析值进行对比,表明理论计算公式具有较高的计算精度。     

边坡可靠性评价的向量投影响应面研究及应用

岩土体的力学参数存在一定的随机性,当进行边坡稳定可靠性评价时,当功能函数不能用显式表达时,响应面法成为计算可靠度指标的重要方法。将向量投影响应面法与有限元强度折减法相结合,研究隐式功能函数边坡工程稳定可靠度计算方法。首先利用强度折减法结果拟合稳定系数计算方程从而代替隐式方程,并建立极限状态方程,然后进行向量投影以确定展开点和抽样点,进行近似方程的拟合、验算点和可靠度指标的计算,直到计算达到收敛。通过与不同计算方法进行对比,表明区别于通常以插值点为中心展开生成样本点的向量投影取样法的准确性和合理性,该方法可使可靠性分析次数显著减少,改善了对非线性程度较高的极限功能函数求解可靠指标的收敛性。同时,将该方法应用于杭兰高速公路大水田边坡的稳定可靠性分析当中。     

软黏土双层地基堆载预压固结空间概率分析

根据工程地质资料,分析固结系数的概率统计值;以双层地基为对象,研究堆载预压固结的概率分析方法和空间概率特性;采用正交试验方法,分析固结参数的不确定性及其分布对固结概率特性的影响;推导固结度均值和方差的解析计算公式,据此分析固结的空间概率特性与自相关距离的相关性;探讨方差折减系数的相关函数选取问题。研究表明,在固结后期双层软黏土地基固结系数的不确定性和概率分布对固结概率特性的影响比较显著,而压缩模量的影响不显著;固结度的均值随着固结系数的变异系数增大而减小,而它的方差则随着固结系数的变异系数增大而增大;固结系数的自相关性对固结概率特性具有一定程度的影响;方差折减系数对于自相关函数形式的选取不敏感。