基于Kriging算法的隧道衬砌稳定可靠度分析

根据以往的变形压力理论增加了塑性-分离阶段,由此提出了围岩变形压力发展过程的4个阶段,并在上述理论基础上建立了隧道衬砌结构稳定的功能函数,指出了该功能函数的隐式特征在求解可靠度时的困难.利用Kriging算法中变异函数对随机变量特征的表达能力和Kriging算法的插值技术,结合拉丁超立方试验设计抽样方法,推导出了隧道围岩最小支护阻力的变异函数建立方法以及隧道衬砌结构稳定功能函数的插值方法,并给出了建立变异函数和实现隐式函数插值的具体操作流程,从而解决了当隧道衬砌结构稳定功能函数为隐式函数时无法直接求解其可靠度的问题.将此算法分析结果与Monte-Carlo算法精确解相比较,其迭代次数大大减少,而失效概率的绝对误差仅为0.0049%,相对误差为2.523 8%,表明Kriging算法不仅计算效率高,并且能够满足计算结果的精度要求.     

典型任务剖面内舰船机电单部件系统备件配置方法研究

根据舰船机电设备在典型任务剖面内的航渡、作战和撤离返航三个阶段不同故障特点,建立了任务周期内新的备件配置模型:航渡和撤离返航两个阶段利用以可用度为中心的Monte-Carlo仿真方法进行备件配置;作战阶段根据战损情况进行备件配置;系统总的备件配置数量等于三个阶段备件配置数量的和.计算实例表明,文中提出的备件配置方法能更准确地反映舰船系统备件的实际需求.     

基于蒙特卡罗法的抗拔桩可靠度指标分析

运用蒙特卡罗法,并结合工程实例,对抗拔桩可靠度指标进行分析.计算表明:考虑场地承载力不定性较未考虑时桩更趋于安全,不考虑场地承载力不定性时可靠度指标对计算模式和桩侧摩阻力折减系数的均值和变异系数均敏感,荷载变异系数对可靠度指标有较大影响.此外,得出可靠度指标较安全系数更能符合抗拔桩的客观实际.     

平行钢丝拉索Daniel效应分析

为了研究平行钢丝拉索丹尼尔效应随钢丝数的变化规律,以85Φ5 mm钢丝拉索索力仿真计算为例,采用蒙特卡罗法分析了不同钢丝数目平行钢丝索的丹尼尔效应。应用Matlab软件生成钢丝抗拉强度随机样本,引入矩阵计算简化分析过程。通过回归分析得出拉索丹尼尔效应计算的计算式。研究结果表明,拉索钢丝抗拉强度的平均值、标准差及衰减因子随钢丝数增加而减小,其衰减规律服从多项式分布;当钢丝数在10~50之间时,拉索丹尼尔效应十分显著;当钢丝数在50~100之间时,丹尼尔效应逐渐减弱;当钢丝数大于100以后,随着拉索钢丝数的增加,钢丝的平均抗拉强度衰减缓慢,拉索丹尼尔效应趋于稳定。     

施工过程中围岩参数对测线收敛的敏感性分析

研究目的:地下工程的施工过程是其结构安全度最差的阶段,为了确保施工过程中的结构安全,选择加固围岩的方法是工程技术人员最关心的问题之一,因此围岩参数对结构安全的敏感性就成了关键因素。针对海南工程,运用大型通用有限元数值分析软件(ANSYS),采用Monte-Carlo随机有限元理论模拟,计算大断面地下洞室多层耦合应力超前解除及分层逆作2种方法的开挖过程,在开挖过程中对每一步布置测线,对测线的收敛进行统计分析,比较围岩参数对各条测线收敛的影响程度,针对各条测线对围岩参数的敏感性进行分析,比较总结出影响地下洞室收敛的关键因素。研究结论:影响洞室竖向测线收敛的岩土参数由大到小依次为:变形模量、波松比、内摩擦角、粘聚力。影响洞室水平测线收敛的岩土参数由大到小依次为:波松比、变形模量、内摩擦角、粘聚力。     

基于马尔可夫链蒙特卡洛方法的数据关联算法研究

数据关联是杂波环境下多目标跟踪问题的难点之一.文中提出了一种基于马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法的数据关联算法(MCMCDA),该算法通过在相应的关联事件空间中采样,可以有效地估计数据的边际关联概率,而且算法的估计精度可根据需要进行调节.仿真结果表明,在需要跟踪的目标数目较多,探测概率较低、杂波概率较高的情况下,JPDA算法因出现"组合爆炸"问题而难以在实际中应用;MCMCDA算法则能在保持较高估计精度的情况下降低计算负荷,从而能够较好地满足实时跟踪系统的要求.     

Evolving the subspace of the three-dimensional multiscale ocean variability: Massachusetts Bay

A data and dynamics driven approach to estimate, decompose, organize and analyze the evolving three-dimensional variability of ocean fields is outlined. Variability refers here to the statistics of the differences between ocean states and a reference state. In general, these statistics evolve in time and space. For a first endeavor, the variability subspace defined by the dominant eigendecomposition of a normalized form of the variability covariance is evolved. A multiscale methodology for its initialization and forecast is outlined. It combines data and primitive equation dynamics within a Monte-Carlo approach.The methodology is applied to part of a multidisciplinary experiment that occurred in Massachusetts Bay in late summer and early fall of 1998. For a 4-day time period, the three-dimensional and multivariate properties of the variability standard deviations and dominant eigenvectors are studied. Two variability patterns are discussed in detail. One relates to a displacement of the Gulf of Maine coastal current offshore from Cape Ann, with the creation of adjacent mesoscale recirculation cells. The other relates to a Bay-wide coastal upwelling mode from Barnstable Harbor to Gloucester in response to strong southerly winds. Snapshots and tendencies of physical fields and trajectories of simulated Lagrangian drifters are employed to diagnose and illustrate the use of the dominant variability covariance. The variability subspace is shown to guide the dynamical analysis of the physical fields. For the stratified conditions, it is found that strong wind events can alter the structures of the buoyancy flow and that circulation features are more variable than previously described, on multiple scales. In several locations, the factors estimated to be important include some or all of the atmospheric and surface pressure forcings, and associated Ekman transports and downwelling/upwelling processes, the Coriolis force, the pressure force, inertia and mixing.     

铆接钢桥剩余寿命与使用安全评估

基于铆接钢桥的疲劳损伤演化机理,以及铆接结构多破坏模式和铆接多成份、多构件的疲劳失效论与方法进行系统研究,建立基于疲劳累积损伤理论、断裂力学和可靠度理论的铆接钢桥使用安全评估系统。本文研究工作主要表现在以下几个方面。(1)针对我国公路与铁路桥梁设计规范尚未对交通荷载谱模拟做出规定的不足,在现场交通观测和应力谱实测基础上,运用MonteCarlo模拟技术,实现公路与铁路桥梁交通荷载谱和应力谱的模拟。通过上海市浙江路桥和京九线赣江桥计算应力谱与实测应力谱的对比分析,表明本文建立的交通荷载谱可用于疲劳寿命评估。(2)…     

基于节点的既有雨水管网系统可靠度研究

采用结构可靠度理论,从既有雨水管网系统节点出发,分析了影响节点上下游输水能力的管径d、粗糙度n、水力坡度J、计算模型NR以及汇入节点处的雨水流量q的不确定性因素;使用Monte-Carlo法确定节点处的可靠度;采用串联结构模型窄界限法确定出既有管网的可靠度。     

基于LHS-MC法的土石坝坝坡失稳风险分析

利用拉丁超立方抽样–蒙特卡罗((Latin hypercube sampling-Monte Carlo,LHS-MC)方法评估了土石坝坝坡失稳风险。MC是目前坝坡失稳风险分析中一种相对精确的方法,使用广泛。但是该法计算量大,收敛速度慢,尤其是对小失效概率问题。建议采用LHS代替MC的随机抽样。在极限平衡法的基础上,应用LHS抽样结合MC模拟,考虑坝坡土体参数的不确定性和水位的随机性进行坝坡失稳风险分析。以坝坡失稳风险问题为例说明了LHS-MC的有效性。结果表明:LHS-MC可有效地提高运算效率,运算次数较传统的MC法减少25%左右。具体的计算减少量取决于应用LHS的细节及坝坡滑移面的形状。