本文關(guān)鍵詞：基于隨機(jī)場(chǎng)理論樁基穩(wěn)定可靠度研究

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【摘要】：巖土工程可靠度分析的基礎(chǔ)首先就是確定土性指標(biāo)的概率模型參數(shù)。傳統(tǒng)的概率方法視土性參數(shù)為獨(dú)立的隨機(jī)變量,忽略了巖土土性的自相關(guān)特征,造成對(duì)土性參數(shù)方差估計(jì)偏大,使得計(jì)算可靠度指標(biāo)偏小,相應(yīng)的失效概率偏大,這種情況影響了可靠度理論在巖土工程中應(yīng)用與推廣。巖土土體的土性參數(shù)和其所在位置有關(guān),應(yīng)將巖土土性參數(shù)視為在空間分布的隨機(jī)場(chǎng),賦予土性參數(shù)隨機(jī)場(chǎng)的特性,考慮其空間變異性及自相關(guān)性,建立其隨機(jī)可靠度模型,是巖土工程可靠度理論研究的未來方向。本文在樁基單樁可靠度研究中采用隨機(jī)有限元模型進(jìn)行樁基可靠度的研究,利用現(xiàn)場(chǎng)CPT(靜力觸探資料)數(shù)據(jù)確定隨機(jī)場(chǎng)模型特征參數(shù),從而建立樁基工程單樁隨機(jī)有限元模型。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合結(jié)構(gòu)可靠度分析理論,通過運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)實(shí)際工程進(jìn)行建模并應(yīng)用ANSYS有限元PDS可靠度計(jì)算模塊進(jìn)行單樁可靠性計(jì)算。在進(jìn)行計(jì)算的過程中運(yùn)用蒙特卡羅法結(jié)合ANSYS有限元軟件對(duì)影響樁基穩(wěn)定性可靠度指標(biāo)的隨機(jī)輸入輸出變量進(jìn)行2000次抽樣并得出較為符合工程實(shí)際的單樁豎向承載力的可靠度指標(biāo)。通過樁基可靠性設(shè)計(jì)的相關(guān)分析,在影響樁基可靠性的所有影響因素中,樁頂荷載值的大小對(duì)樁頂位移的影響最為明顯,除此以外,樁底土性彈性模量和樁側(cè)土性彈性模量以及樁側(cè)泊松比的影響效果也較為明顯,這也符合將巖土工程問題進(jìn)行靜力學(xué)分析的理論觀點(diǎn)。通過運(yùn)用JC法計(jì)算樁基可靠度指標(biāo)并與隨機(jī)場(chǎng)有限元ANSYS計(jì)算結(jié)果進(jìn)行相互比對(duì),得出在對(duì)樁基工程進(jìn)行隨機(jī)場(chǎng)有限元模型的數(shù)值計(jì)算不僅考慮了土性參數(shù)的空間性而且也更切實(shí)際的考慮了土性參數(shù)的相關(guān)性,使得對(duì)于實(shí)際的樁基工程可靠度指標(biāo)增大,失效概率減小。也更好的反映了對(duì)于樁基工程進(jìn)行可靠度計(jì)算的過程中如果忽略土性隨機(jī)場(chǎng),將會(huì)造成對(duì)于實(shí)際的工程可靠度指標(biāo)的計(jì)算值偏小,所以進(jìn)行巖土工程尤其是樁基工程隨機(jī)場(chǎng)理論穩(wěn)定可靠度的研究不僅是對(duì)巖土工程問題理論研究的應(yīng)用實(shí)踐也將對(duì)實(shí)際樁基工程設(shè)計(jì)產(chǎn)生積極的影響。
【關(guān)鍵詞】：隨機(jī)場(chǎng) 數(shù)值模擬 相關(guān)距離 隨機(jī)有限元 樁基可靠度 蒙特卡羅法
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU473.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 巖土工程可靠度的研究進(jìn)展10-12
• 1.3 巖土工程可靠度理論的研究成果12-13
• 1.4 隨機(jī)場(chǎng)模型的引入及研究現(xiàn)狀13-15
• 1.5 樁基可靠度研究進(jìn)展15-17
• 1.5.1 樁基可靠度的特點(diǎn)15
• 1.5.2 樁基可靠度研究國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.6 課題的主要工作17-19
• 2 基于隨機(jī)場(chǎng)理論的樁基可靠度理論研究19-35
• 2.1 可靠度基本理論19-22
• 2.1.1 可靠度與極限狀態(tài)19-20
• 2.1.2 可靠度與實(shí)效概率20-21
• 2.1.3 可靠度與可靠指標(biāo)21-22
• 2.2 可靠指標(biāo)的計(jì)算方法22-30
• 2.2.1 中心點(diǎn)法22-23
• 2.2.2 驗(yàn)算點(diǎn)法（JC）23-30
• 2.2.3 蒙特卡羅法30
• 2.3 單樁可靠度分析中的不確定性30-32
• 2.3.1 計(jì)算樁基極限承載力的公式31-32
• 2.3.2 樁基極限狀態(tài)方程32
• 2.4 工程實(shí)例32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 3 土性隨機(jī)場(chǎng)理論及相關(guān)距離35-47
• 3.1 土性參數(shù)的相關(guān)性35
• 3.2 土性剖面的隨機(jī)場(chǎng)模型35-36
• 3.3 相關(guān)距離36-43
• 3.3.1 相關(guān)距離的定義36-38
• 3.3.2 相關(guān)距離的求解38-41
• 3.3.3 相關(guān)距離計(jì)算方法的比較41-43
• 3.4 相關(guān)距離計(jì)算及工程實(shí)例43-46
• 3.4.1 相關(guān)距離計(jì)算改進(jìn)方法43
• 3.4.2 工程實(shí)例43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 4 隨機(jī)場(chǎng)可靠性有限元分析方法47-58
• 4.1 引言47-48
• 4.2 ANSYS可靠性分析實(shí)現(xiàn)48-51
• 4.2.1 ANSYS可靠性分析介紹48
• 4.2.2 ANSYS可靠度計(jì)算流程圖48-50
• 4.2.3 蒙特卡羅模擬在ANSYS中的實(shí)現(xiàn)50-51
• 4.3 樁土隨機(jī)場(chǎng)模型51-56
• 4.3.1 樁土本構(gòu)模型51-54
• 4.3.2 樁土接觸54-56
• 4.3.3 初始地應(yīng)力的模擬56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 5 基于隨機(jī)場(chǎng)理論樁基穩(wěn)定可靠度研究58-86
• 5.1 工程概況58-59
• 5.2 實(shí)際工程土層相關(guān)距離59-61
• 5.3 有限元模型及隨機(jī)場(chǎng)模型的建立61-64
• 5.4 求解選項(xiàng)設(shè)置64-65
• 5.5 基于隨機(jī)場(chǎng)理論樁基承載力確定性分析65-66
• 5.6 基于隨機(jī)場(chǎng)理論樁基可靠性分析66-83
• 5.6.1 可靠性分析隨機(jī)變量的確定66-68
• 5.6.2 可靠性分析隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)分析68-83
• 5.7 本章小結(jié)83-86
• 6 結(jié)論86-90
• 6.1 主要結(jié)論86-88
• 6.2 展望88-90
• 致謝90-91
• 參考文獻(xiàn)91-94
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果94

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：568024