现役水工钢闸门结构剩余寿命的预测

基于可靠性原理 ,确定了现役钢闸门结构构件最低可靠度设置标准 .采用类比的方法确定了现役钢闸门结构可靠度评估时荷载的统计参数 ,建立了钢闸门结构构件抗力的衰减模型 .在此基础上 ,提出了基于可靠度理论的现役钢闸门结构剩余寿命预测算法 ,并以受弯构件为例 ,对其剩余寿命进行了预测 .结果表明 。

钢闸门结构时变刚度模型及其可靠度评估

基于可靠性原理 ,建立了水工钢闸门结构正常使用极限状态刚度可靠度分析的极限状态方程 ,提出了钢闸门结构刚度可靠度分析的 3种计算模式 .对影响钢闸门结构构件刚度衰减的主要因素——钢材锈蚀进行了统计分析 ,得到了锈蚀规律 ,并进一步分析得到了闸门构件刚度的衰减模型 .以受弯构件为例 ,采用 JC法对其刚度可靠指标进行了计算分析 .结果表明 ,其刚度可靠指标满足结构可靠性总原则的要求 ,且露顶门的刚度可靠指标大于潜孔门的刚度可靠指标 。

关于裂纹柱壳韧性断裂的研究

本文基于实验结果，利用壳单元有限元方法，对周向壁穿裂纹圆柱壳在不同初始裂纹长度条件下的弯曲韧性断裂进行了模拟，计算了裂纹尖端张开位移（ＣＴＯＤ）的裂纹起裂临界值以及裂纹连续扩展条件下裂纹尖端张开角度（ＣＴＯＡ）Ｒ曲线，考察了这些断裂参数作为材料特性的适用性。

某混凝土高拱坝整体安全度评估

某混凝土双曲拱坝坝型和地质条件较为复杂,需要开展拱坝结构特性研究,为此,就拱坝在基本荷载组合和特殊荷载组合下的应力、稳定状态、影响坝体应力变形状态因素的敏感性和拱坝的超载安全度等进行分析,并采用三维非线性有限元超载法对拱坝-地基系统的整体安全性进行研究,确定了系统的整体超载安全度。

基于改进遗传算法的稳健可靠性优化设计

针对单目标多约束非线性优化问题的稳健可靠性优化设计,使用摄动随机有限元法进行可靠性设计,并对优化问题的目标函数和约束函数进行灵敏度分析,产生灵敏度附加项,建立稳健可靠性优化设计模型。为了提高求解效率,提出一种改进遗传算法,并应用于梁结构的稳健可靠性优化设计模型求解中,实例说明该方法的可行性与实用性。

相关非正态变量变换时相关性变化对可靠度的影响

为了系统定量地分析相关非正态变量变换到相关标准正态变量时相关性变化对结构可靠度的影响,首先通过结构可靠度计算中常用的正交变换和Nataf变换来定量地考虑这种相关性的差别.然后,给出了通用的基于正交变换和Nataf变换的FORM方法可靠度计算步骤.最后,以相关对数正态分布变量为例,系统地比较了Nataf变换后的相关标准正态空间中等效相关系数和原相关系数间差别,分析了相关系数变化对可靠指标的影响程度,并探讨了可靠指标变化程度随相关系数变化程度的变化规律.算例结果表明,当相关非正态变量的变异系数较小时,采用正交变换的FORM方法计算精度很高,尤其是变量间正相关情况.但是当相关非正态变量的变异系数较大而且是高度负相关时,正交变换的结果与蒙特卡罗模拟结果差别非常大,而Nataf变换的结果始终与蒙特卡罗模拟保持了较好的一致性.因此,含相关非正态变量的结构可靠度计算应该考虑映射变换时相关性的变化,建议优先采用Nataf变换方法.

中国与欧洲规范关于坝坡抗滑稳定分析方法的比较

对中国《碾压式土石坝设计规范》(DL/T 5395-2007)和欧洲岩土工程设计规范Eurocode 7关于坝坡抗滑稳定分项系数设计方法进行了较为系统的比较.着重比较了分项系数设计法的分项系数取值、参数特征值取值以及抗滑稳定计算方法三方面.通过一个土石坝算例研究了中国与欧洲规范关于分项系数设计方法在土石坝抗滑稳定分析中的应用,并从相当安全系数和失效概率两方面对两规范安全度水平进行了对比.由算例分析可以看出基于概率极限状态设计原则的分项系数设计方法可以更好地考虑设计参数的不确定性.欧洲规范设计的土石坝抗滑稳定失效概率明显大于中国规范设计的土石坝抗滑稳定失效概率.基于Eurocode 7推荐的Schneider方法和中国规范规定的小值平均值确定的特征值计算的失效概率略大于采用参数均值计算的失效概率.

水工建筑物可靠性分析中的最大熵法

运用信息熵的概念和最大熵原理建立了随机变量的熵概率密度函数和结构失效概率模型,并对该数 学模型的求解过程进行了理论推导,采用了Matlab语言编制了相应的计算程序．通过算例对所建模型的合 理性和可行性进行了验证,并与JC法进行了研究比较,结果表明:最大熵法研究水工建筑物随机变量的分 布规律和结构失效概率不仅可行且具有较高精度．

基于Hermite多项式的等效相关系数求解及可靠度分析

改进了相关非正态变量变换到相关标准正态空间时相关系数计算的Hermite多项式方法.介绍了Hermite多项式方法计算等效相关系数的基本原理.系统地比较了Hermite多项式方法与Nataf变换方法的计算精度、计算效率及适用范围.最后研究了变量变换时相关系数的变化对边坡可靠度的影响.结果表明:Hermite多项式方法具有与Nataf变换方法相同的精度,不受变量分布类型的影响,适用范围广,避免了无穷积分问题及非线性积分方程的求解问题,计算效率高,建议优先采用;忽略黏聚力和内摩擦角变换到相关标准正态空间时相关系数的变化将会严重高估边坡失效概率,使得边坡设计偏于保守.

基于Hermite正交多项式逼近法的重力坝可靠度分析

提出了结构可靠度分析的Hermite正交多项式逼近法.首先介绍了Hermite多项式的基本性质,通过数值检验,证明Hermite正交多项式可以很好地逼近各种经典理论分布的概率密度函数曲线,尤其在宽区间两端拟合得非常好,一般来说,4阶Hermite多项式就可以达到满意的精度;其次,给出了基于Hermite正交多项式的结构可靠度计算步骤;最后以重力坝可靠度问题为例证明了所提方法的正确性和有效性.结果表明:Hermite正交多项式逼近法是重力坝可靠度分析的一种有效方法,Hermite正交多项式逼近法可以方便地分析输出随机响应量的统计参数以及输出响应量和输入变量间的相关性.

水工钢闸门主梁失效模式间相关性分析

分析了主梁受弯、受剪和弯剪复合破坏3种主要的失效模式.推导了不同失效模式中含有不完全独立亦不完全相关的随机变量时失效模式间相关系数的计算公式.采用JC法计算了主梁不同失效模式的可靠指标及其敏感性因子.在此基础上,采用Ditlevsen窄界限公式计算了水工钢闸门主梁的体系可靠指标.结果表明所提出的失效模式间相关系数计算公式更具有一般性,它既可以考虑不同失效模式中含有相同随机变量时的相关性,也可以分析不同失效模式间包含相关随机变量的相关性.该公式为Ditlevsen窄界限公式计算结构体系可靠度提供了有益的补充.如果忽略了失效模式间的相关性,水工钢闸门主梁的体系可靠度水平将会被低估.Ditlevsen窄界限公式计算的主梁体系可靠度范围非常小,它完全可以满足一般情况下主梁体系可靠度计算精度的要求.

基于NESSUS与ANSYS的地下洞室可靠度分析

提出了基于结构可靠度分析软件NESSUS和有限元分析软件ANSYS的岩土工程可靠度分析方法.首先简要介绍了NESSUS软件的基本功能,其次给出了采用NESSUS和ANSYS软件进行可靠度分析的具体计算步骤,最后以地下洞室变形可靠度问题为例证明了该方法的有效性.结果表明:NESSUS软件和ANSYS软件有机结合能够有效地分析岩土工程可靠度问题,尤其适用于需要采用有限元分析的复杂岩土结构物可靠度.该方法可靠度分析与确定性有限元分析过程互不耦合,不需要修改确定性有限元分析代码,可以方便地调用现有有限元计算程序,从而为解决复杂岩土工程可靠度问题提供了一条有效的途径.敏感性分析结果表明弹性模量对洞室变形可靠度影响最大,容重次之,粘聚力和内摩擦角影响可以忽略不计.弹性模量变异性对洞室变形可靠度影响非常显著,相比之下,容重变异性对洞室变形失效概率影响较小.