用汉森公式确定地基承载力的可靠性分析

运用结构可靠度理论,同时结合一个工程实例,对用汉森公式确定的地基稳定极限状态方程进行了较为全面的可靠性分析;并对抗剪指标C,随机变量的敏感性以及可靠度指标和安全系数之间的关系做了进一步的探讨．用汉森公式确定地基承载力的可靠性分析@熊启东@高大钊     

边坡稳定性积分解法的可靠度研究及应用

运用边坡稳定性积分解法的解析表达式,整理得到与滑裂面圆心有关的可靠度指标表达式,通过计算可得到最小可靠度指标βmin为3.53,以及相应的最小稳定安全系数Fmin为1.316.结合可靠度理论的验算点(JC)法,分析边坡的稳定性并合理解决边坡中多种不确定因素对其稳定性的影响.实例验证表明,得到的安全系数值介于力矩和力平衡条件求得的安全系数值之间,又比简化的Bishop积分法的值小,更符合实际,结果也更能反映工程的实际情况.     

挡土墙稳定性安全系数与可靠度指标的关系

寻找重力式挡土墙抗倾覆稳定性安全系数和抗滑移稳定性安全系数与对应可靠度指标的关系.针对甘肃某粘土边坡设计36种不同截面尺寸的挡土墙,利用MATLAB程序分别计算每种挡土墙的安全系数和可靠度指标,可靠度指标的计算方法为一次二阶矩法中的验算点法.分别绘制抗倾覆稳定性安全系数和抗滑移稳定性安全系数与可靠度指标的关系曲线图,可以看出可靠度指标随着对应安全系数的增大而增大.     

考虑不同失效准则的基桩目标可靠度研究

以国内习惯采用的s-lg t失效准则为基准,给出了不同失效准则下单桩承载力的目标可靠度和安全系数的计算方法.算例分析表明：利用不同的失效准则确定出的目标可靠度和安全系数不同,且相差较大,但是桩基安全性并没有发生变化,只是采用的衡量标准不同.桩基设计时,首先要确定所采用的失效准则,利用不同的失效准则得出的设计参数是不同的.     

基于可靠度理论的挡土墙稳定分析

介绍了挡土墙可靠度指标的计算方法,建立了重力式挡土墙可靠度分析模型,并用一次二阶矩中心点法进行了可靠度分析。通过对安全系数法和可靠度分析方法计算结果的比较,揭示了安全系数不能正确地表示挡土墙在实际使用中的可靠度。     

边坡临界滑动面与临界可靠度滑动面对比分析

针对2个典型均质土坡,采用不平衡推力法计算滑动面的安全系数,从而构建了边坡可靠度分析的功能函数,随机产生一系列潜在可行滑动面;假定了不同的强度变异参数,分别利用蒙特卡罗法计算其可靠度指标,并与其确定性分析的安全系数进行了对比.研究结果表明：当滑动面的安全系数与其可靠度指标存在显著的单调对应关系时,临界滑动面与临界可靠度滑动面基本重合;而当两者之间不存在显著的单调对应关系时,临界滑动面与临界可靠度滑动面存在显著区别,对于均质土坡,两者的可靠度指标相差10%左右,而对于两层土坡而言,二者的可靠度指标相差高达70%.     

基于改进一次二阶矩法的可靠度理论在高填方边坡加固中的应用

高填方边坡的坡体不确定性使其安全稳定的影响因素变得复杂,单一的安全系数验算并不能保证其稳定,综合可靠度分析可为其稳定安全提供依据。基于改进一次二阶矩法,建立了锚定板挡土墙的系统可靠度分析模型,根据锚定板的破坏模式,给出锚定板体系的功能函数,得到了不同破坏模式下的可靠度指标和失效概率。利用MATLAB软件对某高填方边坡锚定板挡土墙加固前后进行算例分析,考虑参数的变异性,分析参数在不同变异系数下对系统可靠度指标的影响和土体参数的敏感性。结果显示,加固前后安全系数相近但可靠度指标有很大提高;填土内摩擦角φ对可靠度的影响最显著,即敏感性最高。     

闸门启闭机减速器开式齿轮可靠度分析

在指出启闭机设计、施工和使用中长期沿用的安全系数法存在的缺陷的基础上，基于可靠度分析的基本原理，提出计算启闭机主要零部件减速器开式齿轮的可靠度方法，并结合工程算例进行分析.结果表明，可靠度分析方法克服了传统安全系数法的缺点，可靠度指标是更为科学的质量指标.     

机械零件设计中根据可靠性理论确定安全系数

根据可靠性理论，从分析零件的失效概率和可靠度出发，应用变异系数法，求出安全系数的数学表达式，使安全系数取值较合理。     

考虑支撑作用的深基坑整体稳定性可靠度分析

以往对带支撑的深基坑整体稳定性分析时,相关的基坑工程规范并未考虑支撑的作用,这势必会造成安全系数值或可靠度指标值与实际不符.针对这一问题,结合可靠度优化算法,建立可考虑支撑作用的优化模型,分析支撑对基坑整体稳定性的有益作用以及支护桩嵌固深度均值和变异性对可靠度指标的影响.结果表明,考虑支撑作用的整体稳定性可靠度指标值明显提高,失效概率大大降低,而安全系数增幅较小;嵌固深度的均值和变异系数对可靠度指标有显著影响.在进行基坑设计时,采用可靠度分析方法计算的支护桩嵌固深度较安全系数设计法更为经济合理.     

土坡稳定可靠度指标分析

提出了一种适用于均质粘性土坡的定积分解法 ,用实用的优化方法计算土坡稳定的可靠度指标 ,并分析了土坡可靠度的一些规律。所用计算公式直接在基本变量空间求解 ,避免了求偏导数和正交变换工作。由于稳定分析时最危险滑弧事先并不知道 ,因此用优化方法求可靠度指标具有巨大优越性。利用 Excel中的规划求解器求解了安全系数和可靠度指标。     

基于节理几何参数不确定性的边坡可靠度分析

基于岩质边坡可靠性受节理面的控制,节理面的随机分布导致边坡可靠系统具有高度不确定性,提出考虑节理几何参数不确定性的边坡可靠度分析方法。以厦蓉(厦门—成都)线高速公路某路堑边坡为例,通过概率图法和数理统计理论,对节理几何参数的概率分布类型进行研究,分析其不确定性,确定节理几何参数的概率密度和统计参数;考虑边坡双滑面破坏模式Sarma法分析安全系数的隐式函数式,根据响应面法重构安全系数近似显式解析表达式,建立以节理几何参数为随机变量的边坡可靠性分析模型,构建极限状态功能函数;以节理倾向、倾角和间距为随机变量,采用蒙特卡罗法产生符合随机变量分布类型的随机数,进行边坡可靠度分析。研究结果表明:所提出的分析模型和方法可反映构造控制的岩质边坡可靠性,为岩质边坡的可靠度分析和支护设计提供理论依据。     

考虑参数空间变异性的边坡系统可靠度分析

在考虑土体参数空间变异性基础上,提出了基于多重随机响应面法的边坡系统可靠度分析方法,同时建议了一种新的代表性滑动面搜索方法.采用Karhunen-Loève展开方法离散二维相关非高斯随机场,通过Hermite随机多项式展开近似代表性滑动面安全系数与土体参数间的非线性隐式函数关系,在此基础上采用直接蒙特卡洛模拟计算边坡系统失效概率.研究了所提方法在考虑参数空间变异性的边坡系统可靠度分析中的应用.结果表明,提出的基于多重随机响应面法的系统可靠度分析方法为考虑参数空间变异性的边坡系统可靠度问题提供了一条有效的分析途径.提出的代表性滑动面确定方法具有较高的计算精度和效率,无需单独计算滑动面安全系数间的相关性,而且能够有效地计算低概率水平的边坡系统可靠度.边坡系统失效概率随着抗剪强度参数变异性和垂直相关距离的增大而增加、随着抗剪强度参数间负相关性的增加而减小.此外,忽略土体参数空间变异性会明显高估边坡系统失效概率.     

边坡稳定可靠度分析的新型四阶矩法

提出了一种边坡稳定可靠度分析的新型四阶矩计算方法.该方法将均匀设计法、径向基神经网络技术和最大熵原理相结合对边坡进行可靠性分析.采用均匀设计法确定粘聚力和内摩擦角的网络训练样本空间,并采用基于有限元的强度折减法计算样本空间中样本所对应的边坡安全系数.利用这些样本及对应的安全系数训练径向基神经网络.利用训练好的神经网络获得满足统计数量要求的边坡安全系数,并计算边坡安全系数前四阶矩.利用最大熵原理得到边坡安全系数的概率密度函数近似表达式、边坡失效概率以及相应的可靠指标.该方法的计算结果与蒙特卡罗法的计算结果对比表明该方法具有较高的精度.     

基于泰勒级数法的边坡稳定性分析方法

边坡稳定可靠度分析方法考虑了岩土材料不确定性对边坡稳定的影响,是一种更符合实际情况的分析方法.然而,可靠度分析方法理论较复杂,应用过程中对参数统计、模型计算等方面的要求较高,不利于工程推广.基于此,本文将Duncan提出的一种简化可靠度分析方法-泰勒级数法引入到边坡稳定分析中.泰勒级数法是一种基于安全系数法的可靠度分析方法,通过分析安全系数法中所包含各参数不确定性对安全系数的影响,求得边坡稳定失效概率.首先,分析形成了在边坡稳定分析中应用泰勒级数法的基本步骤.继而,通过举例分析了应用泰勒级数法所需参数的标准差求解方法.最后,利用工程实例说明,泰勒级数法在边坡稳定分析中具有较强的可操作性,为边坡稳定可靠度分析提供了一条新的思路.     

基于安全系数和可靠度的极破碎矿体进路优化

基于极破碎矿体开采条件极其复杂、难以确定合理的进路断面参数等问题,建立下向进路薄板力学模型,得到进路承载层抗拉强度破坏判据。在此基础上运用安全系数法和可靠度理论研究进路宽度和高度对承载层拉应力的影响,并对这2种方法所得结果进行比较优化出最佳进路断面,进而开展ABAQUS数值模拟和现场试验验证断面优化的合理性。研究结果表明:进路宽度对承载层拉应力的影响较大,可采用"小宽度、大高度"的思路优化断面;安全系数和可靠度分析结果存在一定差异,且可靠度分析更合理;数值模拟结果与工业试验结果及可靠度分析结果较吻合,表明采用可靠度理论优化极破碎矿体进路断面是可行的,可实现极破碎矿体安全高效经济开采。     

考虑参数空间变异性的不排水边坡可靠度分析

采用验算点法和随机有限元法对不排水边坡进行可靠度分析,研究边坡坡度、安全系数和强度参数相关性对边坡可靠度的影响.数值分析结果表明,由于随机有限元法恰当地考虑了土性参数的空间变异性,因而当土体抗剪强度参数变异系数超过临界值时,边坡失效概率计算结果更为合理.     

群桩基础抗力系数和安全系数的可靠度设计

针对由于群桩效应和系统效应的存在,群桩基础的可靠性分析与设计较为复杂这一问题,基于单桩可靠度分析与设计原理,考虑群桩效应和系统效应的影响,对抗力系数和安全系数进行修正,并结合桩基设计方法进行分析.研究结果表明:桩基设计方法、群桩效应和系统效应对抗力系数和安全系数影响很大.在满足目标可靠度水平条件下,当群桩效应系数和系统效应系数大于1时,可以提高抗力系数设计值,降低设计安全系数.忽视群桩效应和系统效应往往会导致设计方案过于保守,造成较大的浪费.     

基坑支护结构稳定性评价方法对比研究

地质条件的复杂性与岩土材料的非均质性使得岩土工程问题本身具有较强的随机性和模糊性,传统设计中以安全系数评价基坑稳定性的方法存在不可避免的缺陷,将不确定性分析引入基坑工程稳定性问题的研究是一种必然趋势。结构可靠度理论考虑了参数的随机性特点,能够比较客观地反映结构的安全状态,而模糊随机可靠度理论同时考虑了问题的随机和模糊性特点,显然是对基坑稳定性评价最为科学、全面的方法。通过对某一土钉支护基坑工程实例抗滑移稳定性的安全系数法、结构可靠度法和模糊随机可靠度法的研究,揭示了三种方法的内在关联,探索了相关规律,可以为类似相关工程实践提供一定的理论参考依据。     

基于Gumbel极值I型分布下边坡稳定性二元指标体系研究

在边坡稳定性评价中,安全系数是常用的方法,但其不能考虑岩土参数实际存在的不确定性,而概率统计中的可靠度理论可对参数的不确定性进行模拟.为了更加准确地对边坡进行稳定性评价,可将安全系数与可靠性联合起来,对实际边坡的稳定性进行二元评价.设安全系数服从Gumbel极值I型分布,取一组步距一定的中值安全系数和变异系数,在边坡每个中值安全系数的不同变异系数下,计算得到破坏概率Pf的一个矩阵,进而算出可靠度,将中值安全系数与对应的可靠度相乘,得到边坡稳定性的二元评价指标.根据三峡库区某段滑坡的岩土体参数,用矩估计原理估算部分参数,得出参数的所有组合后,计算出所有的安全系数和破坏概率,用前面绘制出的边坡稳定性分区图检验,结果与实际工况相符,说明基于Gumbel极值I型分布下边坡稳定性判别可用于实际工程中.