用引入模糊示性函数的蒙特卡洛方法计算结构的失效概率

提出结构的失效除了具有随机性还应具有模糊性的观点，阐明了用模糊示性函数的蒙特卡洛方法计算失效概率的基本原理，从而将各种极限状态统一起来，并使计算所得的失效概率更接近于实际，示例表明，本文方法是完全可行的。     

蒙特卡洛仿真在概率计算中的研究

从直观感受出发研究了蒙特卡洛仿真在概率计算中的趣味性、有效性和可行性。采用理论与蒙特卡洛仿真相结合的方法,提高了理解随机变量等核心概念实质的能力,同时促进了概率计算创新思维能力的提升。以几何概型、连续型随机变量、数学期望和独立同分布等典型概率计算问题为例给出了具体的蒙特卡洛仿真算法。     

基于围岩变形失效的隧道结构可靠度设计方法

为科学地处理隧道工程中由于材料属性和复杂地质环境等带来的不确定性，使支护设计更加安全合理，基于可靠度理论，提出一种实用隧道可靠度设计计算方法.首先，基于可靠度指标的几何意义，结合Nataf变换和Cholesky分解等考虑参数相关性与非负性，建立约束在原始空间的最优化模型；其次，利用数值软件内嵌的优化函数在不需人为计算偏导数的情况下直接获得设计点；然后，引入重要抽样方法，在设计点处计算失效概率，形成兼顾收敛性和精度的实用可靠度计算方法；再次，通过高度非线性的数值算例和非圆坑道算例验证该方法的有效性和适应性；最后，基于围岩变形失效功能函数，采用本文方法进行隧道支护抗力设计计算.算例分析结果表明：本文方法能够以较小代价获取设计点，最终结果和蒙特卡洛法结果相对误差小于1.0%，并且能够结合含交叉项响应面函数处理无解析功能函数的非圆坑道可靠度问题；本文方法能够获取准确的支护抗力设计值，与蒙特卡洛法结果相对误差小于0.5%；内摩擦角的敏感性比黏聚力和变形模量的大.     

基于增量动力分析法的公路隧道地震易损性分析

为合理评估隧道结构在地震作用下的抗震性能，首先阐述了隧道结构地震易损性基本理论和增量动力分析法的计算方法，运用有限元软件建立了某公路隧道的数值计算模型，采用损伤指数确定了隧道结构的损伤指标，通过输入相应地震波，并利用增量动力分析法对隧道结构进行了动力时程分析，以此得到了隧道结构在不同衬砌厚度下的地震易损性曲线。研究结果表明：当衬砌厚度一定时，随着地面峰值加速度PGA的增加，隧道结构的失效概率不断增加，整体呈现先快后缓的增加趋势；在衬砌厚度与PGA相同的情况下，隧道结构的失效概率随损伤程度的减小而增大；在相同损伤状态下，衬砌厚度越大，隧道结构的失效概率越小；利用增量动力分析法得到隧道结构的地震易损性曲线，可以充分考虑地震作用的随机性和不确定性，并能全面反映隧道结构在不同损伤状态下的损伤概率，是一种十分有效的评估隧道抗震性能的方法。     

焊接钢梁疲劳寿命及其参数研究

焊接钢构件的概率疲劳寿命曲线和概率裂纹扩展速率曲线是进行钢结构疲劳可靠性设计和服役期间剩余疲劳寿命可靠性评估所必须的。为了获得一些构件的概率曲线,对美国NCHRP研究机构所进行的大规模焊接钢梁疲劳试验结果进行再分析。通过原始数据的统计检验,得出了常见构件的全寿命概率分布。根据Paris公式及已有的结论,对原始数据进行推演再分析,获得了Paris公式中参数的概率分布。最后,给出了概率断裂力学方法预测焊接钢梁在给定可靠度下疲劳裂纹扩展寿命的算例。     

纤维增强复合材料层合板的概率逐步失效分析

采用概率逐步失效法评估带有初始缺陷的复合材料层合板承受轴向载荷时的可靠性．初始缺陷和强度参数为设计变量，采用一阶矩法计算单元层的失效概率．在某一单元层失效后修改层合板的刚度，然后重新分析直到结构最终破坏，得到系统的概率失效序列．系统的失效概率通过主要失效序列来评估．数值算例说明这种方法的有效性．     

用蒙特卡洛（Monte—Carlo）方法计算岩土工程的可靠度指标

本文利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法计算岩土工程中的失效概率Ｐｆ以及可靠度指标β，并和ＪＣ方法或当量正态化的计算方法进行了比较。由于Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法简单，易于编制程序并能适应极限状态方程高度的非线性、随机变量的非正态。计算结果表明，所得的结果相对精确。     

失效树在连续刚构桥体系可靠度中的应用

基于连续刚构桥破坏机制及失效准则,采用全局临界强度分枝-约界准则作为结构的失效模式,并通过JC法计算结构失效可靠指标,提出了连续性刚构桥界结构体系的可靠性计算过程。以工程实例分析了构件的失效形式及顺序,建立了失效树,并对可靠性指标、概率以及结构可靠性进行了计算。应用表明主桥结构比桥墩容易失效,该可靠性的计算过程能够可靠便捷地体现连续刚构桥结构体系可靠性。     

抗滑桩的可靠性分析

笔者从分析抗滑桩的破坏模式入手，运用Rosenblueth法计算滑坡推力、桩身承受的弯矩、剪力、桩的设计强度、嵌岩深度等中间变量的均值、标准差以及各功能函数的均值和标准差，假定各功能函数中的参数均符合正态分布，计算出抗滑桩的失效概率．     

基于BDD的牵引变电所主接线失效风险评估

准确分析与度量牵引变电所主接线设备失效的可能性与后果严重程度,并及时评估其失效风险以保障牵引供电系统的安全可靠运行.首先利用ITE规则将牵引变电所主接线故障树转化为BDD结构,然后利用递归公式对BDD结构进行递归访问来计算BDD根节点的概率、基本事件的Birnbaum重要度和关键重要度.根据BDD算法程序对主接线失效故障树的分析计算,得到了主接线失效风险事故的发生概率和引发事故的关键因素,为牵引变电所检修与维护提供了理论依据.对比验证表明,BDD方法与割集方法分析结果吻合,且BDD方法计算速度更快,从而为牵引变电所主接线失效风险评估提供了新思路.     

可靠度理论在公路沥青路面设计中应用的探讨

主要介绍了以可靠度理论为基础的概率极限状态设计法作为沥青路面结构设计的原则,阐述了路面结构可靠度设计指标的概率分布及统计参数的变异性分析;并分析沥青路面结构可靠度设计计算方法.     

土坡稳定性可靠度分析

结构的可靠度指的是结构或构件在规定的时间内,在规定的条件下具备规定功能的概率.JC法是目前一种主要的计算可靠度的方法,它适用于随机变量为任意分布下结构可靠指标的求解.介绍了结构可靠度计算的JC法的具体方法、迭代计算过程及其在土坡稳定性计算中的应用.建立了土坡稳定性可靠度分析的基本模型,并附以工程实例,用Excel进行迭代计算,验证了结构可靠度JC法在土坡稳定性分析中的可靠性及高精度.     

小样本下基于代理模型隧道锚喷衬砌稳定可靠度求解

深部隧道工程结构极限状态方程高度非线性隐式特征及基本随机参数信息获取困难,导致在进行深部隧道工程可靠度计算时诸如一次二阶矩法和二次二阶矩法等基于概率论的常规可靠度计算方法应用困难。通过少量的样本可大致确定参数的区间分布范围,进而建立隧道超椭球凸集模型。在参数的分布区间内采用拉丁超立方试验获得有限虚拟样本点,通过Kriging代理模型拟合隧道锚喷支护结构的功能函数。最后,根据所建立的超椭球凸集模型将Kriging代理功能函数变换到标准正态空间内,即可运用蒙特卡洛方法计算失效概率和可靠度指标。通过分析某隧道工程锚喷衬砌结构的稳定可靠度,展示了该方法的应用前景。     

地基变形的可靠度分析

地基变形控制是建筑物安全可靠的重要保证。采用地基变形规范计算公式,列出地基变形极限状态方程,根据JC法计算可靠性指标β,并结合概率极限理论对地基变形进行可靠度分析。分析中沉降计算经验修正系数φs、压缩模量ESi、基底附加应力p0以及基础底面至第i层土底面的距离zi等均为随机变量且服从正态分布规律,由此得出了地基变形的可靠性指标,进而求出失效概率,定量分析了地基变形可靠度。采用概率分析的地基变形可靠度方法应该得到工程技术人员的重视和推广应用。     

考虑非线性累积损伤的大跨多荷载桥梁的疲劳可靠度评估

针对大跨多荷载桥梁疲劳损伤累积非线性过程中的大量不确定性,对火车、汽车与风荷载作用下的大跨悬索桥,利用连续损伤模型提出了一个疲劳可靠度评估方法.首先,在连续损伤模型基础上,对模型参数进行分析;然后,根据工程应用的需要,适当简化疲劳模型,在连续损伤模型中引入合适的随机变量,定义疲劳可靠度分析的极限状态函数,假定多种未来可能的交通荷载和荷载增长模式,利用蒙特卡洛方法产生随机变量并计算失效概率;最后以香港青马大桥为例,讨论了该桥在不同荷载状况下使用120年后的疲劳失效概率.研究发现:若保持当前的交通状态,桥梁可保持良好状况,但未来交通荷载的快速增长会导致结构提前失效.      

焊接转向架结构可靠性疲劳寿命预估方法研究

本文以２０９型焊接转向架构架为研究对象，根据概率统计理论及及疲劳损伤原理，建立了结构在随机载荷谱作用下可靠性疲劳寿命的计算方法，利用实测整理的程序载荷谱和焊接接头疲劳试验数据，对该构架进行了实例计算，并将恒幅载荷下的计算结果进行了试验验证。     

基于蒙特卡洛模拟的城市轨道概率潮流分析

为探讨城市轨道牵引供电网络中潮流分布的不确定性,基于城市轨道交、直流统一的牵引供电算法,提出了一种基于蒙特卡洛模拟的城市轨道牵引供电系统概率潮流计算方法.该方法通过列车运行的时间-位置曲线构建列车位置的概率分布;根据行车组织建立发车间隔的概率分布;通过蒙特卡洛仿真,随机抽样确定列车在线路上的位置和功率分布;采用交、直流统一的潮流计算,获得城市轨道牵引供电系统节点电压和功率的概率分布.实例仿真表明,采用该方法,可准确把握牵引网网压、牵引变电所负荷等的概率统计特征.     

地铁车门系统失效故障树仿真分析

利用FTA技术,建立地铁车门系统失效故障树模型,根据故障树基本事件(底事件)对应的故障率以及分布规律,运用蒙特卡洛(Monte Carlo)法对地铁车门系统可靠性进行模拟计算,得出了地铁车门系统失效概率模型,同时将仿真结果与理论计算结果进行了对比分析.结果表明:仿真结果与理论计算比较吻合,计算方便、可靠、快捷,提高车门系统的可靠性,为日常维护提供了依据,同时此方法适用于部件服从任意分布类型,体现了其处理复杂系统可靠性问题的优越性.     

钢筋锈蚀对在役RC桥梁可靠性的影响

为了分析钢筋锈蚀对在役钢筋混凝土桥梁可靠性能的影响,首先阐述了钢筋锈蚀的原因,然后预测了钢筋锈蚀后屈服强度模型,并运用蒙特卡洛计算方法,借助ansys有限元分析软件中PDS计算模块,以钢筋屈服强度随锈蚀程度增加而降低为基本参数,计算出桥梁随时间推移的应力、变形值,再根据桥梁结构失效的判断准则计算出不同时间段的可靠度,可以避免桥梁结构因钢筋锈蚀而承载力不足发生坍塌事故。     

可靠度理论在公路沥青路面设计中应用的探讨

主要介绍了以可靠度理论为基础的概率极限状态设计法作为沥青路面结构设计的原则，阐述了路面结构可靠度设计指标的概率分布及统计参数的变异性分析；并分析沥青路面结构可靠度设计计算方法。