区间干涉下衬砌结构系统非概率可靠度研究

研究目的:衬砌结构进行非概率可靠性分析时,非概率可靠度指标0η1,结构发生应力-强度区间干涉。同时衬砌结构系统可靠度分析时,系统各单元失效概率多采用基于概率理论和模糊理论的传统方法。基于此,本文提出应力-强度非概率区间干涉模型,以失效域面积与不确定变量构成的总面积之比表征衬砌结构非概率失效度,并结合"概率网络估算法"将其运用在隧道结构系统非概率可靠度分析中。研究结论:(1)成功解决了区间干涉情况下衬砌结构非概率失效度的求解问题,并且证明了非概率失效度与概率理论所得失效度具有相容性;(2)可以运用衬砌结构区间干涉模型对隧道结构系统中各衬砌单元进行非概率可靠度计算分析;(3)该研究成果为隧道结构系统可靠度分析提供了一种新的可行方法,同时使实际工程中非概率可靠度分析中的区间干涉问题得到解决。     

疲劳载荷下结构失效模式失效概率的一种新算法

在静载荷作用下增量载荷法的基础上，根据概率型线性累积损伤理论，提出了给定失效模式下计算结构疲劳寿命的增量寿命法，进而得到失效模式的失效概率。最后通过算例分析，证明了本方法是可行的。     

基于超椭球Markov的列车控制中心剩余使用寿命预测

为研究设备可用度对列车控制中心（TCC,Train Control Center）的影响和预测TCC的剩余使用寿命（RUL,Remaining Useful Life）,降低TCC的故障发生率,确保车辆安全运行,构建TCC动态故障树模型。通过引入Markov理论,将其转化为Markov模型,设计了TCC可用度评估与RUL预测方法;考虑了TCC的失效率和共因失效,利用D-S(Dempster-Shafer)证据理论对失效数据作数据融合处理,得到TCC设备初始故障区间概率;在此基础上,采用超椭球模型约束设备初始故障区间概率,得到更加精确的底事件故障区间概率;画出Markov状态转移图,用矩阵推导出TCC可用度和RUL的函数关系式,且对可用度的计算还考虑了维修因素。以兰州—乌鲁木齐客运专线某TCC数据作为分析案例,用该方法计算TCC及其各设备的可用度,并预测TCC的RUL。结果表明：与通用方法相比,评估结果相同,但评估信息更丰富。     

基于区间理论的桥涵墩台基础可靠性分析

根据墩台基础结构力学参数取值的区间性特征,引入区间分析理论,视墩台基础结构力学参数为区间变量,在确定墩台基础稳定可靠性分析的合理功能函数基础上,建立基于区间理论的墩台基础结构稳定非概率可靠性计算模型;针对区间运算结果扩张问题,引入改进的区间截断法,建立墩台基础稳定性非概率可靠性分析的区间运算方法,采用改进的一维优化算法计算墩台基础稳定非概率可靠度指标,进而建立基于区间理论的墩台基础稳定性非概率可靠性分析方法;将非概率可靠性分析方法应用于工程实例,计算结果验证方法的合理性与可行性。探讨结构力学参数变异性对墩台基础稳定性非概率可靠度指标的影响规律,具有一定的工程参考价值。     

基于IDEPSO-SS的多工况转向架构架可靠性分析

基于子集模拟(Subset Simulation,SS)方法求解结构失效概率,再采用改进差分进化粒子群算法(IDEPSO)优化每层样本个数和初始条件概率,以获得单工况下结构最优失效概率,并结合几何分析确定联合失效概率,计算多工况下结构失效概率,确定最优失效次序.以某型转向架构架为研究对象,先采用SS方法建立构架各工况下...     

考虑空间变异性的三维边坡可靠度分析

工程中计算边坡的稳定性时,常简化为均质边坡,然而实际土体参数粘聚力c、内摩擦角存在一定的变异性,采用单一的c、值难以满足计算精度。为更加真实的描述边坡的稳定性,基于三维边坡对数螺旋破坏机制,编制计算程序模拟c、的变异性,采用蒙特卡洛法得到了三维单级边坡的失效概率。并分析了c、变异系数对失效概率的影响规律,研究表明:边坡失效概率分别随着c、变异系数的增加而增大,其中c值变异系数对失效概率影响显著,值变异系数对失效概率影响相对较小。     

软土隧道衬砌结构的可靠性设计方法

以可靠度理论为基础,对软土隧道预制混凝土管片衬砌结构的可靠性设计方法进行了初步探索,包括：软土隧道预制混凝土管片衬砌结构的失效模式与极限状态方程,土性参数、混凝土的力学性质、荷载效应等随机变量的统计分析,可靠度指标与分项系数的计算,以分项系数表示的设计表达式的提出等,以期对软土隧道的设计进入概率极限状态设计阶段起到抛砖引玉的作用。     

基于迭代序列响应面的桥梁体系承载力可靠度评估

运用迭代序列响应面法和非线件有限元法,对桥梁结构承载能力体系进行可靠度评估.对大桥结构进行概率灵敏度分析,获得影响桥梁结构极限承载力的主要结构参数.应用实验设计方法得到输入参数值(桥梁荷载和体系状态),将桥梁极限承载力作为响应面的输出参数,按照迭代序列响应而法得到桥梁体系极限承载力的回归方程,再与荷载共同组成桥梁体系承载力的极限状态方程;使用该极限状态方程和改进的一次二阶矩法,计算桥梁体系的失效概率与验箅点,利用验算点求得新的展开点进行迭代计算,最终得到桥梁体系承载力的可靠度.应用该方法对九江长江大桥进行体系承载力可靠度评估的结果表明:经2次响应面迭代计算得到的响应面拟合精度达0.61%;九江长江大桥3大拱在中跨满载和边跨满载时的体系承载能力可靠度分别为5.75与5.90,均在正常范围内.     

雉山拱桥的系统可靠度分析

应用结构可靠度理论和层次分析法，建立拱桥系统可靠度层次分析模型，分析构件失效与结构系统失效之间的关系，引入构件的概率重要性系数，导出拱桥系统可靠度指标的实用计算方法。     

基于人为因素的深基坑工程失效概率方法的研究

从大量的深基坑工程整个开挖期风险因素的综合分析中得出,人为因素引起的人为差错必须在施工过程失效概率估算中充分重视。本文构建的人为因素失效概率方法,首先建立各个人为因素的逻辑关系,然后沿逻辑关系逆向求解深基坑工程的失效概率,最后应用到上海地铁车站基坑工程实例中,进行其失效概率的分析计算,为整个工程的风险管理提供依据。     

基于人为因素的地铁盾构法施工失效概率估算

结合工程实例将工程失效概率估算分析方法引入地铁盾构工程风险评估中,首先对地铁盾构工程施工各工况风险因素中可能发生的人为差错进行分类,并采用专家权重法进行评估分析,计算施工工况风险因素中由于人为因素发生的最大概率,以及风险因素发生导致工程失效的条件概率,最后进行基于人为因素地铁盾构法各工况失效概率估算。     

区间熵理论在地铁工程定量风险评估中的应用

基于信息熵权理论,提出采用区间熵理论定量计算风险事件发生概率及其潜在损失的基本方法,推导出区间熵和熵权公式,给出风险分析步骤,实现了对风险发生概率和损失的统一区间表达与计算,并可利用风险评价矩阵法确定风险等级。最后,以某地铁盾构法施工风险分析为例,通过计算,验证了所提出的区间熵理论在工程风险定量分析中的应用是可行的。     

边坡可靠性指标及敏感性因素分析

我国铁路规范拟从容许应力设计方法转轨采用极限状态法。论文的研究内容为铁路规范的转轨提供了部分研究结果,首先推导了路堑边坡极限状态方程及可靠度指标的计算公式,然后采用JC法,计算了边坡的可靠指标,基本正态分布在2.5左右,取可靠度指标为2.5,失效概率为0.62%。然后计算分析了土性参数中γ值、c值与φ值的变异性对可靠指标的影响,其中γ值和列车荷载的变异性对可靠指标的影响不大,c值与φ值的变异性对可靠指标的影响较大。     

区域计算机联锁系统安全性分析的动态故障树模型与方法研究

目前,国内外关于动态冗余系统安全性分析的主要方法是Markov模型。对于区域计算机联锁系统,使用Markov模型进行分析时,其状态空间规模较大,致使其建模及求解过程十分繁琐。为了解决这个问题,本文从系统失效的角度建立区域计算机联锁系统动态故障树模型,采用概率近似法求出系统的安全失效概率和危险失效概率,并将所得结果与Markov方法所求指标进行比较。研究结果表明,故障树概率近似法和Markov方法计算结果十分接近,但计算过程简单且对存储量要求小。说明对于低失效率和短维护时间的铁路信号安全苛求系统,采用故障树概率近似法计算有关安全性能指标切实可行,避免了利用Markov方法求解的繁琐过程,为复杂冗余动态系统的安全性分析与计算提供了新的解决方案。     

无砟轨道不平顺对行车安全性影响的可靠性分析

轨道不平顺的状态控制分析是保证高速铁路行车安全性的核心问题之一。从轮轨动力学角度建立行车安全性的极限状态方程,将轨道不平顺作为系统输入量、轮轨力作为输出量,采用响应面与轮轨动力学相结合的方法进行极限状态方程显示化求解。利用二次多项式响应面作为响应函数、中心复合选点法以及一次二阶矩法进行行车安全性的可靠性及失效概率的计算。通过实测轨道不平顺数据以及蒙特卡洛法进行实例分析与验证,结果表明:采用响应面与轮轨动力学相结合的方法可以有效地实现行车安全性状态的可靠性评估,且现有的轨道不平顺状态可以保证列车的安全运行。建议将概率分析因素纳入结构设计及日常线路维修中。     

基于多失效模式相关的混凝土轨枕可靠度分析

在高速及各干线铁路上混凝土轨枕被广泛应用的背景下,本文针对传统的可靠度分析方法不能有效地考虑多种失效模式的可靠度及多种失效模式之间的关系问题,提出了基于多失效模式相关的混凝土轨枕可靠度分析模型及可靠度分析方法,该方法根据混凝土轨枕的破坏机理,确定轨枕截面的失效模式的极限状态方程,采用PNET算法计算混凝土轨枕多失效模式相关的可靠度。如果不考虑失效模式间的相关性对其可靠度的影响,混凝土轨枕的可靠度可能被低估。     

铁路信号系统安全性定量评估方法

文章提出了一种分析铁路信号系统的安全性的新方法,引入了元件故障出现概率向量,功能失效概率向量,功能失效与元件故障间的关联矩阵、减免矩阵及其他一些因素.使用这些因素,能够评估信号系统的风险,安全措施的有效性,危险的系统失效概率及其他相关的数值.此外也介绍了一种新的自动列车控制系统及多种安全技术,并计算减免矩阵中的元素,来评估这些技术的有效性.     

输电线状态方程的微分描述

给出了输电线状态方程的另一种表示方法，即输电线状态方程的微分描述，该方程既直观又简单，计算也方便，还适用于弓──网间的计算与研究。     

马其顿动车组紧急制动功能安全分析

文章阐述了马其顿动车组紧急制动功能实现方案及控制过程,并基于控制过程,建立紧急制动功能失效故障树,通过失效分析,计算出紧急制动功能失效概率。结果表明,其整车紧急制动功能的设计满足马其顿动车组TSI认证的要求。     

在役隧道结构多失效模式时变可靠性研究

隧道衬砌结构服役寿命期内的可靠性研究对隧道安全管理具有重要意义。对于混凝土衬砌而言,在服役过程中受到多种时变因素的共同作用,结构存在多种失效模式。为此,提出基于抗力衰减控制、最大裂缝宽度控制和混凝土碳化深度控制的多失效模式的服役隧道衬砌结构时变可靠度分析方法,采用概率故障树模型构建衬砌多失效模式系统可靠度分析模型,利用JC法计算结构的可靠度指标和失效概率,分析衬砌结构可靠度服役期内的变化规律和不同失效模式对可靠性的影响。将该方法进一步应用于某一病害隧道的可靠度分析中,结果表明:随着服役时间的不断增长,结构的可靠度指标不断降低,且多失效模式下的结构失效概率高于单一失效模式。拱顶处相比于其他位置失效概率较高,抗力衰减失效模式对结构可靠性影响最大。模型可以较为合理地反映结构的可靠度水平及变化规律,为衬砌结构可靠性评价提供一种科学合理的参考方法。