随机场理论在土工可靠度计算中应用

对随机场理论应用于海洋土地基可靠度研究中的必要性及其理论意义进行了深入的分析和探讨,提出了检验土性指标的平稳性和各态历经性的方法,结合渤海油田在开发和建设中积累的大量工程地质勘察资料,对海洋土竖直和水平向土性剖面建立齐次正态随机场模型.并在此基础上,以渤海某油田海洋平台的地基可靠度分析为例,说明随机场理论在海洋土地基可靠度分析中的具体应用及其所发挥的重要作用.

土层随机地震反应的动力可靠度计算——研究了土层的随机地震反应分析方法，建立了基岩输入地震动加速度功率谱函数为白噪声和过滤白噪声时土层的动力可靠度计算理论。结果表明，首次超越破坏机制比疲劳破坏机制计算简单，它既能给出土层在时间t内首次超出某一限...

在岩土工程可靠度分析中,传统的响应面法以一般多项式逼近极限状态方程,但这种方式并不能保证收敛性.运用随机响应面法来弥补这一不足.通过非线性函数数值分析和岩土工程算例的验证,结果表明:随机响应面法可以较好地逼近原函数,并且在可靠度分析中,随着随机多项式次数的增加,其失效概率越接近蒙特卡罗方法得到的参考解.

在结构可靠性分析中,由于缺乏足够数据或信息不完整,元件强度和外载的分布参数只能根据已有的实验和专家的经验采用模糊变量进行描述。此时强度和外载是随机模糊变量,基于随机模糊理论,本文提出概率模型的分布参数为模糊变量时的结构可靠性度量指标计算模型。该模型不但可以解决应力和强度服从任意分布时的可靠度问题而且也为计算多变量模型提供了一种计算可靠度的方法。最后通过算例,验证了该方法的有效性和合理性。

地基固结沉降随机有限元计算和可靠度分析——基于比奥(biot)固结理论．采用邓肯-张本构模型，考虑随机场的影响，首次给出了地基固结沉降随机有限元分析方法，并基于随机有限元对点固结沉降和差异固结沉降的可靠度进行了分析。

随机响应面法在单桩沉降可靠性中应用——应用基于概率配点的谱随机有限元分析方法——响应面法(srsm)来详细分析单桩沉降的可靠性，该方法的优势在于有限元计算和随机分析计算不耦合，即可把通用有限元程序作为黑箱进行求解，并且可用少量的样本计算获得较高的计...

针对边坡稳定分析中出现的随机性和模糊性问题,提出一种计算模糊随机可靠度的新方法并应用于工程边坡稳定分析。采用简化bishop法计算边坡稳定的安全系数,并根据计算参数的重要程度,选取部分参数进行模糊随机处理。首次引入正态模糊数来描述所选参数的计算区间并确立安全系数的置信函数,然后根据大量边坡实例的统计结果构造了安全系数的升岭形隶属函数,最终计算获得边坡稳定的模糊随机可靠度评价指标。结果分析表明,传统可靠度分析结果偏于不安全,而利用模糊随机可靠度来评价边坡稳定状况更趋于合理。

土层随机地震反应及动力可靠性分析——根据随机振动理论，研究了土层随机地震反应动力分析方法，介绍了场地土在动剪模量的变化分别为线性和指数时的动力方程的求解问题，分别给出了基岩输入地震加速度为白噪声和过滤白噪声时土层反应及各阶振型反应的统计参数，...

岩土工程可靠性分析一种随机有限元法——针对岩土工程中边界位移、载荷和物理参数的不确定性，提出了一种随机有限元模型，通过综合考虑这些不确定因素的随机性，分析其对应力和位移的影响，导出了相应的对岩土工程数值分析十分有用的期望和方差公式。

岩土工程可靠性的随机有限元分析——对±性分布参数随机场的建摸，随机场的离散技术和多维相关随机数的产生方法进行了研究，较全面系统地舟绍了直接monte-carlo随机有限元、neumann随机有限元和二阶摄动随机有限元的理论及程序实施，以及在实际工程中的初步应用...

从可靠度分析的jc法基本原理出发,结合可靠度指标的几何意义,从纯数学的角度探讨了用几何方法计算可靠度指标的可行性。建立了可靠度指标求解的数学模型,用matlab语言编制了通用的计算程序。通过具体工程算例,与jc法计算得到的结果进行了对比。并讨论了该方法的优越性。

研究了广义应力和广义强度同时具有模糊性和随机性时的结构可靠度计算问题,基于模糊随机变量和模糊随机事件的理论,建立了结构模糊可靠度的计算模型.最后通过一算例,验证了该方法的有效性和合理性.

随着用可靠度代替安全系数分析岩土工程稳定性的方法日益推广,可靠度的计算方法也越来越丰富。为方便使用者应用可靠度进行岩土工程的稳定性研究和工程设计,综合分析了岩土工程可靠度的各种计算方法的特点、应用条件及发展方向。

根据对现存工业建筑可靠性鉴定的实践基础上,分析了目前我国工业建筑安全性、适用性、耐久性降低的主要原因和检测鉴定分析方法;特别对结构中混凝土强度的检测和计算方法进行了深入研究,提出了计算测区数量的公式和考虑样本容量大小结构中混凝土强度的计算公式;同时根据结构可靠度理论中相关性对结构体系可靠度的影响,提出体系可靠度的简化近似计算方法,并分析计算工业建筑单层排架结构体系的可靠度,在此基础上提出了单层排架结构体系可靠度的简化计算模式。

岩土工程学是融土力学与基础工程、工程地质学、岩体力学三者为一体,并应用于土木工程实践而形成的新学科,研究对象为岩体和土体。与结构工程相似,它的状态是由有限个相互独立的参数确定的。这些参数大多是随机变量,依赖于人类无法控制的许多因素,其数值一般是根据试验或调查数据统计得到的。岩土工程问题是非确定性的,需要用具有非确定性模型的数学概率论和数理统计方法来解决,而基于概率论和数理统计的可靠性方法是处理岩土工程中诸多不确定性的有效方法。

岩土工程是一门综合性学科，由于其研究对象土和岩石具有碎散性，因此在工程设计中存在着许多不确定性问题。可靠性理论是基于概率论与数理统计的解决工程中不确定性问题的方法，在土坡稳定分析、地基稳定性分析、地基变形分析中得到了较多的应用。

研究beta分布随着参数选取的不同可以转化为其他不同的分布,从简单分布到复杂分布,从对称分布到不对称分布,因此beta分布的适应性很强,建议用beta分布拟合岩土工程中随机变量的分布类型。在beta分布的四个参数确定中,利用随机加权法较准确地估计出四个参数,随机加权法不仅解决了传统算法的繁琐迭代过程,而且避免了迭代过程可能产生的不收敛现象,通过实例分析表明,随机加权法的精度满足工程需要,具有很重要的工程实际意义。

本文从人－机－环境系统工程理论出发，认为影响工程系统各因素造成故障的程度是不同的。它们具有随机性和模糊性双重特征，因而不能简单地将其归结为纯随机变量。文中提出故障趋势的概念，构造了故障类随机模糊状态的隶属度函数，在此基础上建立了工程系统随机模糊可靠度计算模型。最后以某矿井工作面生产系统为实例进行对比研究，效果较好。

针对工程结构随机振动理论在工程抗震中应用的研究进展进行了较详尽的介绍,对地震的随机性以及地震引起地面运动的模拟进行了分析,介绍了地震反应的随机振动方法,对虚拟激励法和概率密度演化理论进行了对比分析。

遗传算法(ga)作为一种优化算法,用于结构可靠度分析,对目标函数和约束条件没有过于苛刻要求,利用matlab软件,引入遗传算法编制相应程序,验证已知功能函数的结构构件的可靠度。工程实例计算表明,结合遗传算法分析结构体系可靠度,不受搜索空间的限制性假设的约束,不要求目标函数具有连续性、可导等假设,其结果与其他算法结果具有一致性。

针对传统的遗传算法容易产生早熟收敛现象以及局部搜索能力较差等缺陷,结合鱼群算法中具有加快寻优速度的追尾行为和克服局部极值能力较好的聚群行为对其进行改进。将改进后的遗传算法应用到框架结构的可靠度分析中,并以门式框架结构为例,建立了以单元截面积、外荷载为设计变量,可靠度指标为目标函数的优化模型。分别采用jc法与改进遗传算法对门式框架结构的可靠度指标进行对比计算,两种算法在同一验算点不同荷载值下的可靠度指标的计算结果相近,但改进后的遗传算法在分析过程中受到的约束条件较少,简单高效。

本文提出建筑工程结构可靠性分析的未确知数学模，并通过实例证，在是合理的，相对于传统的概率方法计算更简单，结果更合理，为可行度分析提供了一种新的模式。