水工结构可靠度的置信区间研究

基于数理统计理论提出水工结构可靠度的置信区间的数学定义，推导出两个正态随机变量在六种常见情况下的可靠指标的置信下限。     

广义随机空间内的结构可靠度渐近分析方法

本文在笔者提出的广义随机空间内的一次可靠度分析方法基础上，应用拉普拉斯型积分渐近理论，提出了广义随机空间内的结构可靠渐近分析方法，该方法比较简便，实用，对于工程中大量的连续随机变量可靠度分析问题，尤其是极限状态方程非线性程度较高及随机变量概率分布偏倚程度较大的问题，可得到精度令人满意的分析结果。     

结构可靠度分析方法探讨

通过对结构可靠度的理论分析，系统地介绍了结构点可靠度和结构体系可靠度的计算方法，指出了各计算方法的优缺点，并提出了结构可靠度研究结合工程实际进一步完善计算方法的意见。     

用于结构可靠度分析的随机有限元法

本文在随机有限元理论和结构可靠度理论的基础上，以重力为例建立了可靠度分析计算模型，通过随机有限元可求出复杂结构的荷载效应，从而计算坝体及坝基内某点或沿某面强度及滑动稳定可靠度、根据计算模型，编制了随机有限元及可靠度计算程序，并对程度合理性进行难证，最后对实际工程进行了分析。     

结构破坏模糊可靠度计算

目前的结构可靠度理论只考虑了结构性能固有的概率性变异,尚未考虑结构破坏的模糊性,作者认为结构的破坏是一个渐变的过程,结构破坏具有不确定性,文章采用模糊随机可靠度模型进行计算,计算结果用可靠度区间代替某一确定可靠度值,更能反映结构可靠性真实情况,更具有可信性.     

钢筋混凝土非线性随机有限元及可靠度研究

该文把以概率统计理论为基础的一般随机分析方法推广到钢筋混凝土非线性有限元方法中，推导了基于混合法的非线性随机有限元迭代格式，在综合考虑茶载，材料性质等多种不定性因素的基础上，进一步导出了钢筋混凝土平面问题非线性随机有限元基本公式及可靠度计算方法，算例验证了本文理论，方法及程序的正确性。     

基于三维弹塑性随机有限元的可靠度计算

本文给出了基于增量理论的三维弹塑性随机有限元及可靠度计算公式，并针非线性有限元的子增量变Ｋｐ迭代法推导出相应的有限元迭代格式和加速收敛公式，为反映荷载分级的随机性，本文提出了水压荷载随机分级的双参数法，利用弹塑性随机有限元计算可靠度时，提出了应主空间表征法高效地计算出“塑性单元”的可靠指标，文末对某一大型碾压混凝土重力坝进行计算，结果表明了本文理论方法的重要性和实用性。     

相关性对结构系统可靠度的影响

相关性对结构系统可靠度有重要影响。一般认为,相关性增加对串联系统的可靠性有利,对并联系统的可靠性不利。结合Hohenbichler和Johnson的公式,对这一结论给出数学上的解释,在证明相关性对串联和并联系统可靠度影响的利弊的同时将其影响程度量化,并以此为基础研究了相关性对串并联混合系统综合可靠度的影响及其影响程度。从而可以更有效地处理可靠性分析中的相关性以及相关数据,提高计算效率,更精确地计算失效概率及可靠指标。     

基于可靠度的非线性随机优化

针对约束函数被随机参数非线性表达的随机非线性优化问题,采用改进均值一次二阶矩法,研究基于元件可靠度或各失效模式可靠度的结构优化的数学模型,以及将随机优化问题化为确定性优化问题的方法.算例表明,本文方法得到的优化结果能满足所需的可靠度水平,具有实用和有效的特点.     

随机边界元法及其在水工结构可靠度分析中的应用研究

对于一些计算精度要求比较高、计算量比较小、结构比较复杂的施工结构,通常会使用边界元法进行计算,基于此,本文对随机边界元法及其在水工结构可靠度的分析运用进行了研究。     

含有非正态随机变量的结构可靠度简捷计算方法

本文对结构可靠度分析中非正态随机变量提出一个新的当量正态化方法.该法概念直观，而计算精度与JC法相差不大.对3个变量，功能函数线性情况也建议了近似计算方法。     

水口船闸二闸室结构可靠度分析

针对水口船闸闸室结构加固问题，将钢筋混凝土非线性随机有限元应用于工程实际，就钢筋混凝土结构裂缝宽度的计算提出了合理而又便捷的算法。经过对水口船闸二闸室设计结构承载力极限状态下点的可靠度分布分析，找出了薄弱部位，并在此基础上进行正常使用极限状态限制裂缝宽度条件下的体系可靠度计算，结果表明正常使用极限状态的可靠度对原结构的安全性起控制作用，为闸室结构加固提供了可靠的依据。     

柔性桩沉降可靠性的简化分析公式

本文提出了结合分层的剪切位移法、摄动法和随机场理论来计算柔性桩沉降可靠度的简化方法，并用随机有限元和蒙特卡洛模拟法对此简化模型的精度进行了对比分析，分析结果表明该方法计算简便，精度较高。通过算例发现，在土的变形模量为小变异的情况下，其概率模型对桩的沉降可靠度影响不明显，因此其概率模型可近似采用正态分布；在土的变形模量为大变异的情况下，其概率模型对桩的沉降可靠度影响非常明显，在选择概率模型时要慎重。对于土的变形模量服从对数正态分布的情况，采用将其当量正态化后的中心点法即使在参数大变异的情况下也可以获得理想的计算精度。     

结构可靠度分析的高斯过程响应面方法

高斯过程是一种具有严格的统计学习理论基础,在处理高维数、非线性、小样本的复杂回归问题中具有较高精度的机器学习方法。针对可靠度领域中采用传统响应面法求解隐式功能函数结构可靠度精度不足的问题,采用高斯过程回归模型重构隐式功能函数,并与改进传统响应面法相结合,提出了一种基于高斯过程响应面方法的结构可靠度分析。研究分析表明,该方法在处理隐式功能函数的可靠度问题方面具有结果可靠且计算效率高的优势。     

论水工建筑物的可靠性设计

主要由于替代惯用的单一安全系数法的分项系数极限状态方法被混同于可靠度分析法,至今特别在水工结构设计业界对其应用都存有争议。单一安全系数法包含了非随机性的工程经验因素和各类随机的不确定性,但不能区别各类随机不确定性的程度。可靠度分析法可以对各类不同程度的随机不确定性综合评价其失效概率,但不能计入目前对水工结构仍相当重要的工程经验因素。本文对若干导致争议的概念上的混淆作了澄清。在分项系数极限状态方法中各分项系数不仅可以区别各类随机不确定性的不同程度,且引入了表征工程经验的结构系数γd。因而显然要比单一安全系数法更为合理。目前为保持规范的连续性,各分项系数的取值总体上仍需和传统的安全系数相适应,因而实质上为多安全系数法,在安全水平的设置上与单一安全系数法并无本质差异。但它完全不同于可靠度设计方法,因为各分项系数独立确定,与目标可靠指标无关,且引入了结构系数。因而并无可靠度设计方法中的复杂理论、术语和统计样本不足等困扰。最后,简述了分项系数极限状态方法在《水工建筑物抗震设计规范》中成功应用的实例。     

多时段泛克立格空间估计理论及其在水文领域中的应用

本文将随机水文学理论和地质数学理论相结合，提出了用于降水量等水文随机函数最优估计和区外预报的多历时泛克立格法。该法只需建立一个变差函数模型，即可预估区内各点或待估块段逐时段的变量值，从而能够在局部范围内对水文变量进行最优估计。     

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。     

高RCC拱坝结构可靠度分析与破坏试验研究

结合“九五”国家科技攻关课题，采用坝体结构可靠度数值计算与坝体破坏模型试验相结合的方法，分析了沙牌高碾压混凝土拱坝设缝后诱导缝及坝体开裂失效的可能性，以及大坝结构的安全性和可能的破坏机制等工程关键技术问题，为工程设计和施工提供了参考依据。     

基于Neumann展开随机有限元的混凝土重力坝结构可靠度分析

针对混凝土重力坝等大体积混凝土结构中,受原材料、混凝土拌合过程以及浇筑施工影响而产生的材料特性空间分布的随机性问题,采用平稳随机场局部平均法离散理论,推导了基于Neumann展开随机有限元的重力坝结构随机响应计算公式,提出了重力坝可靠度计算方法,并开发了相应Matlab计算程序。通过悬臂梁算例对该方法进行验证,并运用该方法研究了随机场离散单元尺寸及相关偏度对结构可靠度的影响,进而计算了典型重力坝坝踵抗拉可靠度。结果表明,相关偏度取值对大坝的可靠度影响显著,可靠度随相关偏度的减小而增大,仅将坝体弹性模量视为单一随机变量时所得可靠度较实际值低;随机场离散单元尺寸应依据相关偏度确定且不宜过大,建议取值不大于相关偏度的1/10～1/8。