可靠度分析中拉丁超立方和传统舍选抽样法对比研究

蒙特卡罗方法是计算工程可靠度的重要手段,其计算精度需要大量的样本数量,相应的计算量巨大.在蒙特卡罗方法中,采用拉丁超立方(LHS)法和传统舍选法两类抽样方法,计算了条形基础极限承载力的失效概率,对比分析两种抽样方法的差异.计算结果表明,拉丁超立方体抽样法得到失效概率需要样本数量约为舍选法数量的25％.通过增加样本数量拉...     

PHC桩土结构材料力学特性及承载可靠性研究

为探究桩土共同作用岩土类材料力学特性及PHC管桩单桩竖向极限承载力的可靠性,以湖南省某高校新建教学楼为工程背景,根据现场调研和勘察资料进而得到土体的物理力学指标以及桩基设计参数;利用规范经验公式并结合静载荷试验结果获得PHC管桩单桩竖向极限承载力计算值与实测值;建立桩土共同作用下单桩竖向承载力极限状态方程,对其进行承载力可靠性分析.结果表明：单桩竖向极限承载力的实测值与按规范经验公式所得的计算值较吻合,采用改进的一次二阶矩法获得可靠指标β为3.75,失效概率Pf为2.326×10-4,满足设计安全要求.     

基于贝塔分布的抗拔桩承载力可靠度分析

以12根抗拔桩承载力为研究对象,利用4参数的贝塔分布拟合出抗拔桩承载力试计比（承载力实测值和计算值的比）的概率分布.通过K-S检验法检验指出：贝塔分布的拟合精度优于常见的正态分布、对数正态分布和极值I型分布.利用蒙特卡罗法计算出抗拔桩承载力的可靠度指标,计算结果表明：承载力试计比的均值、荷载组合、荷载比和安全系数对可靠度有显著的影响.最后利用荷载抗力系数设计法给出了抗拔桩的抗力系数.     

基于可靠度理论的嵌岩桩自平衡转化系数研究

嵌岩桩作为桩基础的重要分支，在基础工程领域已得到广泛使用，其竖向承载力通常认为由桩侧摩阻力和桩端阻力两部分组成。统计了5个实际工程中合计62组分别采用传统静载法和自平衡法的嵌岩桩竖向极限承载力对比测试数据。对测试数据进行了归一化处理之后，采用贝叶斯优化计算了服从对数正态分布的模型因子统计参数。挑选了合适的可靠度指标求解方法计算了不同自平衡转换系数对应的嵌岩桩竖向承载力的可靠度指标，分别探讨了活载效应与恒载效应比值、安全系数以及荷载效应统计参数等因素对可靠度指标的影响。结合各行业规范并考虑最不利原理确定了嵌岩桩竖向承载力合适的目标可靠度，给出了该目标可靠度对应的自平衡转换系数推荐值。     

第四系地层预应力混凝土管桩承载性状现场试验研究

基于印尼某工程15根预应力混凝土管桩(PC管桩)的单桩竖向抗压、抗拔及水平静载荷试验,分析PC管桩分别在竖向荷载和水平荷载作用下的承载特征,揭示不同荷载水平下PC管桩的承载力发挥机制。基于单桩竖向抗压极限承载力预测模型,对比分析指数曲线模型、双曲线模型及调整双曲线模型的可行性,并对PC管桩单桩竖向抗压极限承载力进行预测;结合水平静载试验,探讨地基土水平抗力系数的比例系数m的取值问题。研究结果表明：PC管桩单桩竖向抗压承载力主要取决于桩端持力层的支承力,同时也受桩径、桩长的影响较大;PC管桩的竖向抗拔承载力主要取决于桩侧摩阻力,桩径越大、桩长越长,单桩竖向抗拔承载力越高;PC管桩水平承载力主要取决于桩侧土体的力学性质。就本试验而言,指数曲线模型对单桩极限承载力的预测最精确;m在桩顶水平位移超过10 mm时变化平稳并逐渐收敛为常数,通过试验结果反推的m接近甚至超过JGJ 106—2014中推荐m的上限值。     

基于灰色系统理论单桩竖向极限承载力的预测

根据不完全的竖向静载试验数据,利用灰色系统理论的GM(1,1)模型预测单桩的竖向极限承载力,并对结果的合理性及误差进行分析.工程实例分析表明,竖向静载试验所施加的荷载达到或超过极限荷载的四分之三时,利用其数据进行单桩竖向极限承载力的预测具有较高的精度.同时新信息GM(1,1)模型、新陈代谢GM(1,1)模型比老信息GM(1,1)模型预测的结果更精确.     

基于最大熵原理与最优化方法的隧道衬砌结构可靠度分析

针对隧道衬砌结构参数的随机性、分布的多样性与极限状态功能函数高度非线性的特征,运用最大熵原理对隧道衬砌结构参数进行估计,得到符合实际的参数估计值;然后,根据隧道衬砌结构稳定的极限状态方程,从结构可靠度指标的几何涵义出发,建立其可靠度指标计算的优化数学模型,并运用Microsoft Excel工作表中的规划求解功能得到其可靠度指标.结合工程实际,给出具体算例,且指出提高隧道衬砌结构可靠度的途径.研究结果表明:该方法用于计算工程结构可靠度指标无需将状态函数线性化,不受基本变量维数限制,收敛速度快,计算效率高,且与蒙特卡罗100万次直接抽样法计算结果相比,具有很高的精度,能广泛适用于隧道及地下工程领域的可靠度计算和分析.     

基于通用生成函数的结构可靠性优化

为提高传统可靠性分析算法求解工程问题的计算效率,将可靠性优化中的双循环法与通用生成函数相结合,建立优化的数学模型进行可靠性分析,并通过k-means聚类和同类项合并缩减计算成本,提高效率.计算结果表明:当优化模型的极限功能函数为线性方程或非线性方程时,通用生成函数的误差分别为6.1%和10%,与一次二阶矩法和二次二阶矩法相比,其在精确度上的优势随着极限功能函数的非线性程度增加而更突出,计算效率明显高于蒙特卡罗法.在随机变量增加且不服从正态分布的工程实例中,基于通用生成函数的可靠性优化方法也比传统的可靠性优化方法精度高、效率快、普适性强.     

后注浆灌注桩桩端竖向承载力可靠性分析

后注浆钻孔灌注桩目前广泛应用于软土地区中,其承载力较大,沉降较小,因此对其承载力的估算一直受到重视.研究桩端位于砂土层中的桩端后注浆灌注桩竖向抗压承载力可靠度,并编写了相应Matlab程序.考虑到在实际进行可靠度计算时,极限状态方程的确立、随机变量的选择对最后得到的可靠度指标有很大影响,比较了2个随机变量、4个随机变量以及6个随机变量这样3种情况计算同一算例的可靠度指标.对于极限状态方程的确定,本文建立了3种不同的极限状态方程,研究结果发现极限状态方程的选取对可靠度指标的影响较小,可按照实际工程掌握数据选取随机变量.由于进行可靠度研究时,随机变量的均值和标准差都是基于大量数据确定的,会有误差存在,因此研究各个随机变量的敏感性能对实际工程计算可靠度指标的精度提高有所帮助.     

中外规范基于静力触探的管桩承载力计算方法对比研究

文章介绍了四种根据双桥静力触探参数估算管桩单桩极限承载力的方法,包括铁路行业标准《铁路工程地质原位测试规程》、建筑行业标准《建筑桩基技术规范》、交通行业标准《公路桥涵地基与基础设计规范》,以及“法国LCPC”法。结合某工程场地的42个静力触探孔测试数据,按照上述四种方法进行了各静力触探孔位置管桩单桩极限承载力的计算。结果表明,一般情况下建筑标准的计算结果最高,铁路标准的预测结果最低,“法国LCPC”法的计算结果多居于第二位。同时,开展了12根管桩的现场静载荷试验,就试验结果而言,铁路标准的预测精度最高,但因多数试验桩并未加载至极限状态,故铁路标准预测结果偏于安全。