用蒙特卡罗法确定土压力的概率分布

一、前言在房屋建筑、水利工程、铁路及桥梁工程的设计中都离不开土压力的计算。例如:支撑建筑物周围填土的去护结构,地下室侧墙、桥台等等的设计计算。土压力是土因自重或外荷载作用下产生的对挡土结构的侧向压力,它是挡土结构的主要外荷载。设计挡土结构首先要确定土压力的性质、大小和作用点。     

基于蒙特卡罗法的加筋土坡稳定可靠度分析

采用可靠度分析的蒙特卡罗法 ,建立了加筋土边坡稳定极限状态方程 ,对其可靠度进行了分析 ,并结合工程事例 ,讨论了土性参数的均值和变异系数对可靠度指标的不同影响 ,指出可靠指标度量加筋土边坡稳定性更合理。     

伪蒙特卡罗法及其在边坡可靠度分析中的应用

在确定具有最小可靠度指标的滑动面（即临界可靠度滑动面）时,由于常规的蒙特卡罗法抽样耗时巨大,临界可靠度滑动面的获得较为耗时。对于均质边坡,利用简化Bishop法构建了可靠度分析的功能函数,设计了6种随机变量的标准差组合,假定了随机变量的4种抽样范围,利用抽样次数较小的蒙特卡罗法即伪蒙特卡罗法对随机生成的132组可行滑动面进行了伪可靠度指标的计算并与蒙特卡罗法计算得到的可靠度指标进行了比较分析,研究发现：只有一个随机变量的前提下,滑动面的伪可靠度指标与蒙特卡罗法计算的可靠度指标呈完全线性关系,在其它条件相同的情况下,伪蒙特卡罗法抽样范围越大,伪可靠度指标与蒙特卡罗法计算的可靠度指标之间的拟合直线斜率越小,反之亦然;伪蒙特卡罗法抽样次数越大,伪可靠度指标与蒙特卡罗法计算的可靠度指标之间的拟合直线斜率越大,反之亦然。对均质边坡,可应用伪蒙特卡罗法快速计算其临界可靠度指标。     

基于蒙特卡罗法的加筋路堤稳定可靠性分析

软土路基上加筋路堤的稳定性可以采用圆弧滑动极限平衡法进行分析,加筋路堤的破坏可以归纳为圆弧内加筋的破坏、圆弧外加筋的破坏以及加筋路堤的整体破坏,建立了计算加筋路堤稳定系数K的3个不同的稳定系数表达式,运用蒙特卡罗法对设计参数随机变量与加筋土路堤稳定可靠指标的关系进行分析,通过数值计算发现密度越小,黏聚力、内摩擦角、筋材抗拉强度和筋土摩擦角越大,加筋土路堤稳定性越好,因此,在加筋土路堤可靠性设计中建议采用密度小、黏聚力和内摩擦角大的填料以及高强度筋材,并且重点考虑内摩擦角的变异水平。     

基于蒙特卡罗法的十字型件刚度分析

目前钢结构节点初始转动刚度的理论计算方法主要是欧洲规范(EC3)中提出的组件法。基于带横向加劲肋的梁柱钢节点,结合组件法,将带加劲肋的T型件视为一个新的组件——十字型件进行分析。通过十字型件与T型件的对比分析,明确了十字型件性能分析的必要性,给出其在组件法中的适用条件。设置析因实验来给出影响十字型件初始刚度的各个因素,同时分析各个因素之间的交互效应。基于固支梁模型,提出十字型件初始刚度理论计算公式,同时结合有限元分析和蒙特卡罗模拟,对该理论公式进行检验。最后,根据析因实验和蒙特卡罗模拟计算的结果,给出了计算准确度更高、应用更为简便的十字型件刚度经验公式。     

基于蒙特卡罗法的土坡稳定可靠度分析

采用可靠度分析的蒙特卡罗法,对土坡稳定可靠度进行了分析,并以工程事例为例,讨论了计算模型以及土性参数的均值和变异系数对可靠指标的不同影响,并对可靠指标和安全系数度量土坡稳定的合理性进行了一定的比较。     

一种新的边坡稳定性因素敏感性分析方法——可靠度分析方法

传统的边坡稳定性因素敏感性分析方法基于确定性计算,仅能得到边坡稳定性对各变量的敏感性大小,无法获得边坡稳定性对不同滑面位置上的同一岩土参数的敏感性。在可靠度分析基础上提出一种新的边坡稳定性因素敏感性分析方法——可靠度分析方法,该方法采用随机场模型来描述边坡滑面上岩土参数的空间变异性,通过验算点法优化求解实现,分析结果可得到边坡的最小可靠指标、概率临界滑面、参数敏感性因子在临界滑面上的分布曲线。研究结果表明,敏感性因子分布曲线随边坡尺度和岩土参数波动范围的相对大小变化而变化,根据边坡可靠度指标在临界滑面上的不同位置上的敏感性因子,可对边坡加固位置提出设计改进,将有限的加固措施加于敏感性因子较高的位置,能够更有效地提高边坡的稳定性,较之传统的边坡稳定性因素敏感性分析方法具有明显的优越性。     

基于蒙特卡罗法的施工成本扰动风险研究

针对项目施工过程中成本风险对企业影响最为深远这一问题,利用蒙特卡罗方法对工程项目施工阶段成本的风险特性进行有效分析。而依据成本分析的蒙特卡罗方法建立的工程项目成本风险指标体系的模型,能够对成本进行估算能够达到预期效果,不仅有助于提高投资决策的可靠性,而且有助于了解项目所承受的各种风险,便于提出各种措施提高应对项目成本风险的能力。     

基于蒙特卡罗法的输变电工程造价风险评估模型

在工程量清单计价模式下,由于招标工程量与竣工工程量存在差异,投标单位采用不平衡报价,会导致建设管理单位存在超概算的风险。本文在深入分析投标单位投标策略的基础上,构建不平衡最优报价模型,得出投标单位的最优报价;然后以山西省某输变电工程为例,采用蒙特卡罗模拟法,构建了输变电工程造价风险评估模型,对建设管理单位所面临的风险进行了度量,并提出改进措施,以减少超概算发生的概率。研究结果对工程造价管理具有一定指导意义,可以规范招投标规则,使输变电工程建设健康、合理、可持续地发展。     

基于蒙特卡罗法的基坑整体稳定性分析

基坑的整体稳定性,一直是在基坑施工中最为关注的问题。为计算基坑的整体失事概率,编制了FORTRAN程序,通过计算和比较得出基坑发生失稳的最危险滑动面,在此基础上采用蒙特卡罗法对基坑进行整体稳定性分析,并与安全系数法进行对比,计算结果表明,采用编制的FORTRAN程序搜索滑动面与可靠度理论相结合的方法在工程实际中更能有效的反映基坑的整体稳定性。     

基于冲量定理的滚石对构筑物冲击力计算方法

 滚石灾害在工程施工过程中对施工人员、设备和构筑物具有较大的威胁,因此研究滚石的运动特性及其冲击力显得非常重要。基于刚体运动学原理建立滚石运动特性的计算方法,通过与数值仿真结果对比来验证其合理性,同时滚石的运动参数作为计算其对构筑物冲击力的基础参数。在考虑滚石自转的基础上,基于冲量定理提出滚石冲击力的计算方法,并结合弹性力学理论解决计算中的撞击时间难以确定的问题。利用提出的方法对长河坝环境边坡的滚石运动特性及冲击力进行分析,计算结果表明：滚石运动过程最大弹跳高度可达25 m、最大平动速度和转动速度分别可达到57 m/s及350 rad/s,滚石运动受地形影响较大。结合运动参数分析结果和冲击力计算模型确定滚石对不同部位构筑物的冲击力数值,冲击力计算结果为构筑物位置的选择及灾害防治提供了一定的参考。     

网架结构可靠性分析与蒙特卡罗实现

基于概率理论探讨了蒙特卡罗(MonteCarlo)有限元法的概念,采用大型通用有限元程序ANSYS提供的APDL语言将其结构分析与其PDS模块的统计分析能力相结合,实现可靠性分析的蒙特卡罗有限元法。结合算例详尽叙述了该方法实现的流程。探讨了空间网架结构体系可靠性分析的可能性。     

蒙特卡罗技术在土坡稳定性分析中的应用研究

运用先进的蒙特卡罗技术搜索土坡最危险滑动面,利用简化 Bishop 法计算边坡最小安全系数,采用Visual Basic 6.0进行程序设计,实现了土坡最危险滑动面搜索的可视化和计算最小安全系数的动态显示。所编制的土坡稳定分析计算软件具有界面友好、操作简单、结果可靠、显示明了等特点。     

蒙特卡洛法与有限元相结合分析边坡稳定性

蒙特卡洛随机搜索法与弹塑性有限元法结合,求解边坡稳定问题。根据有限元分析的应力和孔隙水压力结果计算给定滑动面的安全系数。利用随机走步法不断更新试算滑动面,使其安全系数不断减小。通过比较一定数量的试算滑动面,确定边坡临界滑动面及其对应的最小安全系数。本方法通过随机搜索克服了大多数常规优化方法易陷入安全系数局部极小的问题。同时,本方法利用有限元法分析的应力和孔隙水压力结果,按有效应力法计算边坡安全系数,可分析施工过程中应力和孔隙水压力变化对边坡最小安全系数的影响。数值算例分析说明了所提出的确定边坡临界滑动面的方法的有效性和优越性。     

上行高峰时段蒙特卡罗电梯交通流预测方法研究

摘要：为实现电梯的合理选型配置,需对大楼内上行高峰时段的交通流做出准确预测。通过改进传统蒙特卡罗交通流模型．计算累积概率值可以提高预测精确度。理论分析和仿真结果表明在上行高峰时段．改进的蒙特卡罗交通流预测方法比传统的方法预测精度更高。     

滚石离散元数值模拟的参数反演

 离散元法(DEM)是数值模拟崩塌落石运动的一个有力方法,但确定离散元输入参数是个难题。提出一个基于已知落石轨迹的离散元参数的反演计算方法。落石轨迹可以通过现场落石试验或者野外实地调查实际落石过程获得。该方法的特征为反演得到的离散元参数可以间接反映边坡与落石冲击时的变形以及植被缓冲效应。建议的几个保证解的有效性得到验证,稳定性措施效果良好。室内落石试验结果和现场落石工程实录验证证明了该算法的有效性和实用性。     

基于岩崩动力作用下的斜坡稳定性研究

基于多刚体运动学理论,从功能转化原理和动量定理出发,分析斜坡体在岩崩动力冲击作用下的稳定性,研究崩滑灾害链串发的极限阈值条件(岩体质心下落倾角与有效落矩),建立成链计算理论。以重庆市李子坝—化龙桥危岩–斜坡系统为例,对该计算理论的正确性进行验证;并将其与传统的小变形计算理论进行对比,结果表明,该计算理论能较好地反映崩滑灾害链的实际情况,且具有较高的计算精度,可为定量研究崩滑灾害链的串发机制提供借鉴和参考。     

基于正交试验的露天矿高陡边坡落石随机预测

随着工程建设的发展,边坡尤其是高陡岩质边坡工程,落石灾害已成为仅次于边坡稳定性的研究课题之一。结合白云鄂博铁矿东矿边坡落石问题,对落石产生的影响因素、落石运动轨迹及落石与坡面的相互作用进行力学分析;采用基于正交试验的反分析方法,认为影响落石最大水平运动距离的主要因素为落石法向和切向恢复系数,并确定相关的落石分析参数;采用概率方法对工程实例的深部开采边坡落石问题进行预测,并按照落石落点空间位置及其动能分布,设计拦截网防护措施的高度及强度。落石参数的正交试验确定方法及基于概率分析的落石预测分析思路等,对于高陡岩质边坡落石灾害分析及防护措施确定具有推广和应用价值。     

基于矢量和方法的边坡动力稳定性分析

 边坡矢量和方法是基于力的矢量特性和边坡体真实应力场的分析方法,动力有限元法可模拟得到边坡体在天然地震动荷载作用下每一时刻的应力状态,在此基础上采用边坡矢量和法进行动力稳定性分析,可得到边坡体在地震动过程中的安全系数时程曲线,进而对其动力稳定性进行评价。针对一高陡边坡,在静力稳定性分析的基础上,针对软弱结构面控制的深层滑移面采用矢量和法进行动力稳定性分析,计算中考虑小震(50 a超越概率63%)和大震(50 a超越概率2%)作用下的动力响应。计算结果表明,在小震和大震作用下的动力安全系数分别为1.86,1.66。矢量和法能够较真实地模拟边坡在地震动过程中的动力特征和稳定性状态,为边坡动力稳定性分析提供一种切实可行的分析途径。     

基于Morgenstern-Price法边坡三维稳定性分析

 工程中边坡滑裂面通常都是三维空间上的一个曲面,采用传统的二维稳定性分析方法对其进行分析与实际不符。Morgenstern-Price极限平衡条分法(M-P法)是最严密的边坡二维稳定性分析方法,将其拓展并引入边坡三维稳定性分析中。通过类似于M-P法的条间力假定,建立一种新的边坡三维稳定性分析方法—基于M-P法边坡三维极限平衡分析法。给出2个验证算例,与现有几种方法对比计算结果表明：该法不仅计算结果更可靠,而且力学模型更为严谨,计算公式简便且易于编程,可在边坡工程设计及滑坡治理中推广应用。