一次二阶矩法及其在边坡可靠性分析中的应用

以极限平衡理论和传统的安全系数方法为基础,运用一次二阶矩法建立边坡可靠性分析的极限状态功能函数,对边坡的稳定性进行了可靠性分析,探讨了随机土性变量内聚力、内摩擦角和容重的均值及其变异系数对其可靠指标的影响。结果表明,内摩擦角的变异性对可靠指标的影响大于内聚力变异性的影响,可靠指标对内摩擦角的变化更为敏感,变量之间的相关性对可靠指标的影响很小。在岩土工程中,岩土介质的变异性很大,因而采用定值安全系数与可靠指标结合进行边坡稳定性评价的方法将更为准确合理。     

汽车零件可靠性设计的二阶矩法

本文提出的汽车零件可靠性设计的二阶矩法是一种实用方法。应用二阶矩法，依据随机变量的一阶和二阶函数，可以量汽车零件零件的可靠性；依据随机变量的概率分布，可以确定汽车零件的可靠度。     

基桩轴向承载能力的可靠性分析

基桩轴向承载能力及安全概率的确定采用可靠性分析方法是恰当的,它具有可预知桩所具有的可靠度(安全概率)和可按工程的重要性取用相应的可靠性指标进行设计和验算的优点。文章对基桩轴向承载能力的可靠性分析方法作了探讨并作了相关算例。     

高速铁路路基基床结构可靠性研究

铁路路基基床是承受轨道结构和列车荷载的基础,当列车运行速度提高至400+km/h时,增大了基床动应力、动变形、动应变的不确定性。基于《铁路路基设计规范（极限状态法）》（Q/CR 9127—2018）,分别建立了基床动应力、动变形、动应变的功能函数;其次基于可靠度的方法,研究400+km/h高速铁路路基的基床参数的合理性。结果表明：基床K 30及动轴重指标对控制基床动变形更为敏感。     

国内外工程结构可靠性设计标准对比

随着中国工程基建能力不断走向海外,对国内外工程结构可靠性设计标准进行对比研究极为必要。通过四个方面的对比,结果表明:①中国与国际主要标准在可靠性设计总原则上的规定基本一致,但具体执行标准,中国以行业划分,欧洲以结构设计类型划分;②以分项系数反映可靠水平的极限状态设计法,是目前中欧可靠性设计标准的主流;③欧洲标准目标可靠指标的确定以工程风险分析法为主,具体数值较为统一,中国标准以校准法为主,但具体数值未经社会风险可接受水平统一调整;④欧洲标准分项系数的确定采用了确定性方法,中国标准分项系数的确定以一次可靠度方法为主。     

连杆的可靠性优化设计

讨论了连杆的可靠性优化设计问题。在基本随机变量的概率特性已知的情况下，应采用二阶矩法和约束随机方向法对连杆进行可靠性段化设计，通过计算机程序可以直接实现连杆可靠性优化设计，迅速准确地得到了连杆的可靠性优化设计信息。     

拉杆的可靠性优化设计

讨论了拉杆的可靠性优化设计问题，在基本随机变量的概率特性已知的情况下，采用二阶矩法和约束随机方向法对拉杆进行可靠性优化设计，通过计算机程序可以直接实现拉杆可靠性优化设计，迅速准确地得到了拉杆的可靠性优化设计信息。     

基于支持向量机的大跨度斜拉桥可靠度分析

针对大跨度斜拉桥可靠度分析时存在的功能函数不能显式表达的问题,采用支持向量机来逼近结构的功能函数,建立结构响应量与随机变量之间的映射关系,并在此基础上结合常规的可靠度分析方法,如一次二阶矩法(FORM)、二次二阶矩法(SORM)和Monte Carlo法等来计算结构的失效概率。对某大跨度斜拉桥可靠度分析的结果表明,支持向量机能很好地模拟结构的真实响应,用于可靠度分析具有较好的计算精度。     

基于安全系数解析式的边坡稳定评价体系研究

以简单土坡的圆弧面滑动为研究对象,将滑动土体分为主动区域和被动区域,视被动土体作用为增加抗滑力矩,采用积分方法推导抗滑力矩及滑动力矩的解析表达式,进而得到安全系数解析式;依托该解析式建立了可靠性分析的功能函数数学模型,并采用Monte Cado法求解失效概率和可靠指标.借助纯黏性土、均质边坡的确定性模型,将黏聚力与重度、坡高的比值作为随机变量,分析了其概率分布类型及变异特征对失效概率的影响规律,以及安全系数和失效概率的相互关系.结果表明:该安全系数解析式是精确的;参数变异性的影响不容忽视,当参数变异性较大时,传统的安全系数法不能给出切合实际的评判,而可靠指标法则更合理;对于不同的参数变异性情况,安全系数与失效概率(或可靠指标)关系曲线中呈现明显的交叉点,且其位置与参数分布类型有关.     

地震力作用下高速公路高边坡稳定的可靠性分析

影响边坡稳定性的因素多而复杂,并且具有不确定性,再加上地震力的作用使得传统的安全系数法计算的安全系数具有不确定性。本文在传递系数法的基础上运用蒙特卡洛法对十堰-天水高速公路K223＋560～K223＋840段的高边坡在地震力作用下的稳定进行了可靠性分析,并通过传递系数法验证计算,论证了蒙特卡洛法分析地震力作用下边坡稳定的可行性。分析表明：地震力作用下影响边坡稳定的主要因素,抗剪强度参数c、φ值服从正态分布,地震加速度服从指数分布,前提是假定三者相互独立。选用不同地震加速度0,0．05,0．10,0．15分别进行大量的模拟计算,得出边坡的可靠性指标随着地震加速度的增大而减小,表明该段高边坡需采取防护措施。     

基于可靠度分析的既有钢筋混凝土桥梁性能评估

结合实际桥梁混凝土强度和钢筋锈蚀检测数据,考虑材料性能经时变化特点,构建了钢筋混凝土桥梁简支梁桥空心板梁弯矩抗力衰减模型;按照《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283-1999)建立桥梁结构上的恒载作用效应概率模型和活载作用效应概率模型;以简支板梁跨中弯矩作为功能函数,运用根据JC法所编制的Matlab程序计算每片板梁的可靠指标.运用结构体系失效概率的点估计方法之一——概率网络估算技术,通过近似数值分析计算得出桥梁上部结构体系的可靠指标.并用算例验证了本文所提出的桥梁性能评估方法的正确性和可行性.     

基于强度折减法的黄土边坡可靠度分析

由于地质条件的复杂性,影响边坡稳定性因素存在着不同程度上的不确定性.因此,在边坡稳定性分析中,应考虑这些因素的不确定,对边坡进行可靠度分析.文中将有限元强度折减法和点估计法结合进行边坡的可靠度分析.对有限元强度折减法和点估计法的基本原理进行了简单介绍,将二者相结合进行一黄土边坡的可靠度分析.计算结果表明,该边坡整体上较稳定,但可能发生黄土层的浅层滑动,边坡的平均安全系数为1.10,处于基本稳定状态.边坡的破坏概率为26.5％,属于低危险等级,需对该边坡进行进一步的观测.有限元强度折减法和点估计法相结合,可方便、简捷地对边坡可靠性进行评价.     

深基坑隆起稳定性的模糊可靠度参数分析

通过模糊概率与可靠度分析法相结合,引入深基坑抗隆起破坏分析的普朗特尔公式,建立了两随机变量的模糊可靠度简化模型,对隆起破坏进行了模糊可靠度评价,并对插入比、围护结构长度、地面超载、粘聚力、内摩擦角等参数进行了分析。通过实例,计算了深基坑隆起失稳的模糊破坏概率和模糊可靠度,验证了简化计算模型的实用性。结果表明,隆起破坏的失效概率与内摩擦角呈指数函数递减关系,模糊随机方法能够合理地反映基坑的实际稳定性。     

考虑土性参数概率分布对边坡可靠度的影响

采用基于Morgenstern-Price法的Mont-Carlo模拟,分别对强度参数c、φ服从不同概率分布函数时的边坡稳定性进行了可靠度对比分析,并对不同概率分布强度参数的变异性与边坡稳定性之间的关系进行了分析,探讨了失稳概率对强度参数变异性变化的敏感性。发现强度参数无论服从正态分布还是对数正态分布,安全系数均值都变化不大,但是边坡的失稳概率却随着参数变异性的增大而增大,强度参数服从正态分布时的失稳概率要大于服从对数正态分布情况下的失稳概率,得出边坡的失稳概率都对内摩擦角φ的变异性反应要敏感于对黏聚力c的变异性。     

陇海铁路宝兰二线马家磨车站扩堑边坡稳定可靠度分析

在对陇海铁路宝兰二线马家磨车站扩堑边坡稳定分析过程中,采用有限单元法,对采集的随机数据,依据概率与统计原理,进行边坡破坏概率分析,同时也确定了应力、应变在边坡的分布状态。从而为马家磨车站扩堑边坡工程支护加固提供理论依据。     

超高速公路圆曲线半径参数的可靠性分析

为探究超高速公路路线设计确保车辆行车安全的圆曲线最小半径值,引入可靠度理论,以汽车在圆曲线路段行驶时不产生横向滑移为约束条件构建动力学模型,利用该模型对圆曲线半径进行分析,并提出圆曲线半径的可靠度功能函数。对功能函数中的车辆运行速度、路面横向摩擦系数、道路超高值等相关参数进行统计,并分析其分布规律。求解设计速度分别为100,120,140,160 km/h时超高速公路圆曲线的最小半径值,取整后用蒙特卡洛法仿真估计各设计速度对应最小半径的失效概率。结合公众心理承受度,以失效概率小于0.01%为基准,对各设计速度下的圆曲线半径进行可靠性设计,得到超高速公路圆曲线最小半径推荐值在潮湿的路面条件下分别为920,1 000,1 100,1 220 m;在积雪的路面条件下分别为1 380,1 400,1 420,1 450 m。实证结果表明：在事故率较高的路段,各段圆曲线半径对应的失效概率最小值为0.019 5%,大于最小圆曲线半径的失效概率值0.01%。采用0.01%的失效概率设计超高速公路圆曲线半径,可保证其安全性高于现有标准。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构可靠性分析

为弥补沥青加铺层结构设计依靠工程经验和定性设计的不足,根据可靠度理论和效应-抗力概率模型提出了以路表弯沉、沥青层底拉应力和层底竖向剪应力为控制指标的旧水泥混凝土路面沥青加铺层可靠度分析方法,并运用一次二阶矩中心点法、蒙特卡洛有限元模拟计算结构抗力和荷载效应,定量得到了在两种破坏模式下5种加铺层结构的可靠度范围.结果表明采用两层及以上沥青加铺层和层间处理方案,路面使用寿命较长,可靠度较高;可靠度分析方法比经验法确定沥青加铺层结构更加科学合理.研究结果为沥青加铺层结构设计方法和方案选择提供理论基础.     

既有钢筋混凝土T梁时变可靠度分析

我国现有大量钢筋混凝土T梁结构,随着服役时间不断延长,在大气环境的作用下均存在不同程度的老化和破坏问题.该文根据混凝土碳化及钢筋锈蚀的机理,考虑抗力随时问变化,对一座桥梁进行时变可靠度分析,同时对比分析各种破坏因素对结果的影响,发现在结构抗力衰减的作用下,该桥在服役基准期50 a时已经不能达到可靠度指标为4.2的要求....     

基于概率有限元的气缸盖疲劳可靠性分析

提出了一种基于均匀试验设计和BP神经网络模型构建随机参数与结构响应之间的近似非线性关系的概率有限元方法,该方法较直接Monte-Carlo法需要的样本数据大幅减少,更适合大规模计算的结构概率有限元分析。采用该方法以某型柴油机气缸盖结构疲劳失效分析为算例,进行了可靠度期望寿命计算,并通过对影响气缸盖应力的燃烧压力、各螺栓预紧力和喷油器压紧力等22个载荷参数的均值和标准差的敏感性分析,初步确定了造成气缸盖本体结构疲劳开裂的主要影响因素。