本文關(guān)鍵詞：重力壩壩基失穩(wěn)可靠度計(jì)算方法研究

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【摘要】：重力壩的壩基穩(wěn)定分析一直是大壩剖面設(shè)計(jì)的首要問題。通常,工程界是基于剛體極限平衡原理,通過安全系數(shù)法或分項(xiàng)系數(shù)法計(jì)算壩基抗滑穩(wěn)定性,以確定性分析的方式進(jìn)行壩基穩(wěn)定性計(jì)算與評(píng)價(jià)。這種方法雖然操作簡(jiǎn)單,但對(duì)壩基失穩(wěn)因素的不確定屬性考慮得并不全面。本文基于結(jié)構(gòu)可靠度理論,考慮變量的隨機(jī)性和模糊性,同時(shí)考慮失效準(zhǔn)則的模糊性,從而對(duì)重力壩壩基面、深層雙滑面以及多滑面的抗滑穩(wěn)定可靠度進(jìn)行計(jì)算與分析。主要研究?jī)?nèi)容包括：(1)基于幾何優(yōu)化算法進(jìn)行重力壩壩基面抗滑穩(wěn)定可靠度計(jì)算。該算法依據(jù)可靠度指標(biāo)β的幾何涵義,將可靠度計(jì)算轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)約束優(yōu)化問題進(jìn)行求解,從而避免了對(duì)相關(guān)變量進(jìn)行正交變換以及求功能函數(shù)偏導(dǎo)數(shù)的問題。該方法適用范圍廣、計(jì)算效率較高。結(jié)合工程實(shí)例,研究重力壩建基面抗剪斷摩擦系數(shù)f、黏聚力c'以及壩上游水位hu三個(gè)隨機(jī)變量具有不同分布類型、變異性、負(fù)相關(guān)性以及截尾分布時(shí)的計(jì)算結(jié)果差異。(2)將數(shù)值差分與二次二階矩法相結(jié)合,提出了二階差商可靠度計(jì)算方法,應(yīng)用于重力壩深層雙斜面抗滑穩(wěn)定可靠度計(jì)算。該算法選擇在功能函數(shù)的迭代點(diǎn)處采用差分計(jì)算近似替代數(shù)學(xué)求導(dǎo)運(yùn)算,解決了經(jīng)典二次二階矩法不能用于求解隱式功能函數(shù)可靠度指標(biāo)的問題。當(dāng)功能函數(shù)復(fù)雜、自變量較多時(shí),本文方法的計(jì)算效率和精度均比響應(yīng)面法高。結(jié)合某混凝土重力壩工程實(shí)例,分析滑動(dòng)面抗剪斷強(qiáng)度參數(shù)摩擦系數(shù)f、黏聚力c’的負(fù)相關(guān)性、概率分布類型以及變異性對(duì)可靠度指標(biāo)的影響。(3)基于等安全系數(shù)法,綜合考慮變量及極限狀態(tài)的模糊性,建立了壩基深層多滑動(dòng)面抗滑穩(wěn)定性分析的模糊可靠度模型,并給出相應(yīng)的求解方法。該方法處理隨機(jī)變量模糊性時(shí),根據(jù)變量隸屬函數(shù)形式將其變換成當(dāng)量隨機(jī)變量；處理結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的模糊性時(shí),以模糊約束條件的a水平截集表示。這樣,經(jīng)典的可靠度理論方法可以應(yīng)用于模糊隨機(jī)可靠度的分析。并結(jié)合某工程實(shí)例,探討了α水平截集和隸屬函數(shù)形式對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。最后,對(duì)本論文進(jìn)行總結(jié)并得到一些有益的研究成果,為混凝土重力壩穩(wěn)定安全評(píng)估和決策提供重要指標(biāo)和研究思路。
【關(guān)鍵詞】：重力壩 壩基抗滑穩(wěn)定 隨機(jī)變量 模糊變量 模糊可靠性
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV642.3;TV223
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 重力壩壩基失穩(wěn)研究意義9-10
• 1.2 重力壩壩基失穩(wěn)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)10-14
• 1.2.1 重力壩壩基滑動(dòng)失穩(wěn)的模式10-11
• 1.2.2 可靠度方法在重力壩抗滑穩(wěn)定分析的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 模糊-隨機(jī)概率計(jì)算數(shù)學(xué)理論及方法的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 重力壩抗滑穩(wěn)定分析存在的問題及本論文研究目標(biāo)14-16
• 1.3.1 存在問題14
• 1.3.2 研究目標(biāo)14-16
• 2 結(jié)構(gòu)可靠度基本概念和原理16-23
• 2.1 結(jié)構(gòu)隨機(jī)可靠度分析16-18
• 2.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的變量16
• 2.1.2 結(jié)構(gòu)可靠度和失效概率16-18
• 2.2 結(jié)構(gòu)模糊可靠度分析18-20
• 2.2.1 模糊事件的概率計(jì)算19
• 2.2.2 隸屬函數(shù)的確定原則19-20
• 2.3 結(jié)構(gòu)模糊隨機(jī)可靠度分析20-23
• 3 基于幾何優(yōu)化算法的重力壩壩基抗滑穩(wěn)定可靠度分析23-37
• 3.1 壩基抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)23-25
• 3.2 最優(yōu)化方法計(jì)算可靠度指標(biāo)數(shù)學(xué)模型及實(shí)現(xiàn)25-29
• 3.3 程序驗(yàn)證29-30
• 3.4 實(shí)例計(jì)算30-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 4 基于二階差商的壩基深層抗滑穩(wěn)定的可靠度分析37-53
• 4.1 重力壩深層雙斜面抗滑計(jì)算公式37-40
• 4.2 二階差商可靠度計(jì)算方法40-43
• 4.3 程序驗(yàn)證43-46
• 4.4 實(shí)例計(jì)算46-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 5 基于模糊理論的重力壩壩基深層抗滑穩(wěn)定性分析53-64
• 5.1 多滑面抗滑穩(wěn)定計(jì)算方程53-54
• 5.2 模糊隨機(jī)可靠度計(jì)算方法54-58
• 5.3 實(shí)例計(jì)算58-62
• 5.4 本章小結(jié)62-64
• 6 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 本文主要工作及成果64-65
• 6.2 研究展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄A 流程圖69-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況72-73
• 致謝73-74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：832578