基于JC法的设计洪水地区组成研究

设计洪水地区组成是水利水电工程规划设计中的一个重要研究课题。本文将结构可靠度计算中的JC法引入,用于上游有水库调节的设计洪水地区组成的分析和计算,并结合典型洪水过程推求了设计断面的洪水过程线。该方法在求解洪水最不利地区组成的同时计算断面设计洪水的风险,不但能较好地考虑水库及区间对下游设计断面洪水的影响,而且弥补了现有方法不能计算设计洪水风险的不足,开辟了一条研究设计洪水地区组成的新途径。

用改进的JC方法分析三维Hoek-Brown准则的可靠度

选用工程中广泛应用的Ｈｏｅｋ－Ｂｒｏｗｎ强度准则作为极限状态函数，将方程中的六个变量：即主应力分量σ１，σ２，σ３；岩块单轴抗压强度σｃ和岩石参数ｍ，ｓ作为基本随机变量，采用改进的ＪＣ方法计算三维岩体强度准则的可靠度指标β。由于三维Ｈｏｅｋ－Ｂｒｏｗｎ准则方程所表现出来的高次非线性和复杂性，文中利用复合函数求导法则直接针对随机变量求解可靠度指标和相应的验算点值，并进行了参数相关及不同概型情况下三维Ｈｏｅｋ－Ｂｒｏｗｎ准则可靠度的计算。

TBM刀盘裂纹损伤特性及疲劳可靠性研究

刀盘作为硬岩掘进机(tunnel boring machine, TBM)工作过程中的核心受力载体,承受多方向的随机载荷,容易萌生裂纹导致疲劳失效,影响施工进度和安全,因此研究其裂纹疲劳可靠性具有重要意义。本研究通过受力分析得到刀盘易萌生裂纹区域及应力特征,并使用子模型技术法计算刀盘裂纹应力强度因子,研究刀盘裂纹损伤特性;然后结合裂纹疲劳理论,构建了以裂纹扩展寿命为基本变量的TBM刀盘裂纹疲劳可靠性评估模型,应用JC法求解刀盘在不同工作环境下的可靠度,并讨论了不同因素对刀盘可靠度的影响。研究表明:裂纹尖端最深处的裂纹扩展以张开型和撕开型为主,而裂纹两端3种扩展形式都存在;刀盘的裂纹疲劳可靠度随着初始裂纹深度的增大而显著减小,随着裂纹形状比的增大而增大,而临界裂纹深度的变化对可靠度的影响不明显。

轴压下FRP管-混凝土-钢管组合柱可靠性分析

以85个FRP管-混凝土-钢管双壁空心柱(double-skin tubular column,DSTC)轴压试验数据作为统计样本,评估了几种现有FRP约束混凝土强度模型,最终选择Teng模型进行可靠性分析,并确定了强度模型误差和构件抗力的最佳概率分布.运用JC法对DSTC进行可靠度计算.结果表明:可靠指标随着钢管强度、中空率和含钢率的提高而升高,而对混凝土强度的变化不敏感.FRP约束应力的增加会导致可靠指标的下降.基于可靠指标目标3.7,提出一个适用于DSTC的抗力分项系数表达式.

基于ANSYS和JC法的滑坡抗滑桩结构可靠度分析

在深入分析可靠度指标的几何意义和JC法的基本原理的基础上,构造了滑坡抗滑桩结构的功能函数。分析了陕西省吴起县大路沟巨型黄土滑坡的工程地质条件,根据滑坡的工程地质勘察资料和滑坡治理工程的设计资料,建立了基于ANSYS的抗滑桩桩土体系有限元模型,经过自重作用下桩土结构数值的模拟,验证了该有限元模型的有效性。在此基础上,选取滑体土重度γ、滑面土内聚力C和内摩擦角、滑面以下土的压缩模量Es四个随机变量,建立了基于ANSYS软件和JC法的抗滑桩结构可靠度计算模型,并研制了相应算法,算例结果表明:基于ANSYS和JC法的抗滑桩结构的失效概率pf=0.49%,可靠度指标β=2.58,失效概率略大于蒙特卡洛(MCS)抽样算法结果和CCD响应面法(RSM)结果,但是基于ANSYS和JC法的效率最高,从而验证了该可靠度模型及算法的有效性。

基于JC法尾矿坝稳定性可靠度研究

论述了可靠度理论在尾矿坝稳定性评价中可有效弥补定值法（安全系数法）存在的不足。文中选用JC法作为可靠度分析方法,结合实例对尾矿坝进行稳定性分析,分别求出了尾矿坝在正常和洪水工况下运行时的可靠度指标。并通过与定值法（安全系数法）比较,发现可靠度指标对坝体材料物理力学参数变异性的敏感度高于安全系数,因而得出可靠度方法可以更加全面、客观的反映出尾矿坝稳定性的真实状态。

JC法在鄱阳湖廿四联圩漫顶风险分析中的应用

为研究重大水利工程运行对下游圩堤漫顶风险率的影响,以鄱阳湖区廿四联圩为例,建立了基于JC法的防洪堤漫顶条件风险率的计算模型,计算了三峡运行前后鄱阳湖廿四联圩的漫顶条件风险率。计算结果表明,由于三峡水库预泄,当发生10年一遇洪水时,廿四联圩漫顶条件风险率增加0.21%,当发生20年一遇洪水时,廿四联圩漫顶条件风险率增加2.78%。通过对比分析漫顶风险率的变化表明,三峡运行前后,由堤前洪水位变化引起的廿四联圩的漫顶风险率变化并不明显。

计算结构可靠度的JC法改进方法

基于JC法求解结构可靠度的思想,提出一种新的计算方法。借助JC法中验算点的概念和可靠指标的几何意义,通过确定可靠指标的迭代初始值,改进可靠指标的求解过程,克服了JC法求解结构可靠度时可能存在的迭代不收敛的情况,达到求解稳定和收敛速度快的目的。通过算例表明,该法计算效率较好,结果可信。

JC法在梯级水库防洪安全风险分析中的应用

为解决一定防洪标准下梯级水库下游洪水的最不利地区组成中的水量分配和防洪安全问题,提出了利用JC法进行梯级水库洪水地区组成洪量分配及风险分析,并以黄河上游承担兰州市防洪功能的刘家峡、龙羊峡两水库进行了实例计算。结果表明:典型年法与JC法计算的兰州站最大瞬时流量分别为8 591 m3/s和7 690 m3/s,兰州站百年一遇的天然洪峰流量8 110 m3/s大于7 690 m3/s,JC法计算的兰州断面洪水设计风险为0.302%,故认为JC法计算成果属于安全设计。

基于JC法的地下结构动力可靠性研究

基于JC法提出了地下结构的动力可靠性分析方法,建立地基土-地铁隧道非线性动力相互作用的有限元分析模型,将地基土-地铁隧道结构体系视为平面应变问题,采用Davidenkov动力本构模型和动塑性损伤模型,分别模拟土体和车站结构混凝土的动力特性,分析在地震动作用下地铁隧道结构的应力特性,进一步研究其动力可靠性,得到隧道结构的可靠度和可靠指标,以此评价地铁隧道结构的可靠性。结果表明:隧道结构上部右侧45°位置处的可靠性最低,下部右侧45°位置处的可靠性较低,这与隧道结构的拉应力反应的分析结果一致;基岩输入近断层地震动Northridge波和Chi-chi波时,由于地震波的脉冲效应,隧道结构的动力可靠性最低;总体而言,在0.1 g和0.2 g地震动作用下,隧道结构的可靠性足够,结构安全可靠。

基于JC法的RBI通用失效概率修正模型研究

基于风险的检测技术失效概率的分析始于同类设备的失效频率数据库,然后通过设备修正因子和管理系统评价因子来修正这些同类频率。针对RBI的不足,结合可靠度理论,分析均值一次二阶矩法在实际应用过程中局限性,应用基于JC法的通用失效概率计算模型完成设备失效概率的修正。该方法适合任何概率分布下的情况,可以避免统计数据正态分布一刀切的缺点。

基于JC法的重力坝深层抗滑稳定研究

【目的】研究重力坝深层抗滑稳定特性,为确保大坝施工期、运行期抗滑稳定安全提供参考。【方法】基于JC法建立了重力坝深层抗滑稳定可靠度分析模型,以刚体极限平衡法构造了重力坝双斜滑动面深层抗滑稳定极限状态函数,以滑裂面抗剪断摩擦系数和抗剪断凝聚力为随机变量,分析重力坝双斜滑动面深层抗滑稳定安全度。编制基于JC法的重力坝深层抗滑稳定可靠度计算程序,对某水利枢纽工程非溢流坝段正常蓄水位情况下的危险断面进行分析。【结果】对某水利工程非溢流坝段在正常蓄水位下危险断面的分析表明,采用JC法可靠度计算程序计算得到其双斜面深层抗滑稳定的可靠度指标β=4.36,其失效概率Pf=0;而采用传统的刚体极限平衡法计算得到其双斜面深层抗滑稳定的安全系数K=3.23,满足重力坝深层抗滑稳定基本组合工况下K>3.0的要求。2种方法计算结果均表明,该坝段的深层抗滑稳定满足要求。【结论】采用JC法可以运用可靠度理论实现重力坝深层抗滑稳定的计算与分析。

节理面JRC-JCS非线性准则的数值计算方法

为了采用JRC-JCS模型描述岩体节理非线性强度特征,首先,研究JRC-JCS强度非线性模型参数和Mohr-Coulomb强度线性模型参数之间的关系;然后,探讨JRC-JCS模型的数值实现方法,并通过节理室内剪切试验结果对数值模拟结果进行验证;最后,分析非线性模型参数对节理剪切强度的影响。研究结果表明:黏结力c和内摩擦角随节理粗糙系数JRC的增大而呈非线性增大;黏结力c随岩体压缩强度JCS的增大呈线性增大,而内摩擦角随JCS的增大而呈非线性增大。JRC的变化对于剪切强度的影响要比JCS的影响突出;验证了JRC-JCS模型数值计算方法的正确性。

基于JC法的水工钢闸门可靠度分析

基于结构可靠度理论,通过对影响水工钢闸门可靠度的主要随机变量的统计分析,在用三维有限元计算闸门强度控制点的基础上,利用应力系数法,获得闸门在失效模式下的极限状态方程。对某工程闸门在3种不同水位作用下,采用JC法分别计算了该闸门初始运行期和工作30年后的结构可靠指标,最终对闸门的可靠度进行了初步的安全评估,为水工金属结构的安全评估工作提供一种新的途径和方法。

应用Monte Carlo-JC法评估FRP加固RC梁受弯承载力可靠度

将Monte Carlo随机抽样方法与JC法相结合(称为Monte Carlo-JC法),利用Matlab软件自带的随机数发生器编制了程序,针对ACI 440.2R-02设计指南(称为ACI指南)中的FRP抗弯加固条款进行了较为系统的可靠度评估。可靠度分析结果表明:混凝土强度fc′、CFRP片材配筋率fρ及CFRP片材性能是影响抗力比值均值和标准差的3个主要因素;可靠度指标的平均值随着折减系数的增大而逐步减小,且随着荷载效应比值Ln/Dn的增大而减小。对所有可靠度指标进行统一考虑,得到整体抗弯设计指标0β为4.40,可见该指南的可靠度水平偏高。基于对抗力折减系数的参数研究结果,无论钢筋的应变水平如何,建议取固定值0.90。在所有相关设计指南中,ACI指南最具有代表性,对该指南的可靠度评估具有普遍意义。

基于ANSYS和JC法的高土石坝动力可靠度稳定性分析

土石坝在建成或拟建的大坝中占有大部分比重,坝坡的稳定性是土石坝工程设计的关键问题,而强震下的坝坡稳定性更是岩土领域中的热点问题.运用ANSYS软件对某一高土石坝边坡进行时程分析,结合可靠度指标计算方法JC法,通过迭代计算得到可靠度指标,进而求得动力可靠度安全系数及最小可靠度指标,其分析结果对高土石坝的动力稳定性分析有广泛的应用价值.

JRC-JCS模型抗剪强度估算的平均斜率法

结构面对工程岩体的稳定性有着决定性的影响,结构面的抗剪强度参数是分析岩体稳定的关键的参数。本文回顾了结构面抗剪强度估算的JRC-JCS模型及其估算方法,提出了可快速估算结构面抗剪强度参数的平均斜率法,并通过对比分析阐明平均斜率法的优越性。

用MATLAB实现JC法计算结构可靠度程序

简要阐述了JC法计算结构可靠性的基本原理,在此基础上,利用MATLAB7.0的图形用户界面(GUI)编制了结构可靠性指标计算软件,为JC法解决可靠度计算问题提供了一个简单的GUI平台。

JC法计算结构可靠度的电算程序

应用改进的JC法计算工程结构可靠度,往往需要大量的计算,给工程设计带来不便,因而也限制了可靠度分析理论在水利工程设计中的推广。应用美国NI公司创新软件LabVIEW语言编制了JC法求解工程结构可靠度的电算程序,在windows下运行,结构简单,直观方便,通用性强,适用性强。通过对混凝土面板堆石坝坝顶溢洪道泄槽底板稳定性的实例计算表明,应用情况良好,有较好的推广价值。

基于JC法的卧式压力容器地震失效概率评估方法研究

为评估卧式压力容器在地震作用下能否安全运行,文中推导了其地震功能失效概率的计算方法。首先,针对各典型地震失效模式,基于Zick L P提出的容器应力分析与强度设计理论,建立了考虑地震作用及容器参数的随机性的卧式压力容器可靠度分析模型;由于模型中存在非正态分布的随机变量,引入JC法计算了各失效模式下的可靠度指标和失效概率。以一部卧式压力容器为例,采用文中方法评估了其在地震作用下的安全性,研究表明:在设防地震下,地脚螺栓受剪破坏的可靠指标为2.155,失效概率达到1.56%,容器可靠度不满足要求,因此地脚螺栓是其抗震薄弱环节;在罕遇地震下,地脚螺栓受剪破坏可靠指标持续降低,失效概率达到13.47%,而垫板边缘处圆筒受压破坏与地脚螺栓受拉破坏的概率也大为增加,分别达到4.6%和2.5%,因此垫板边缘处圆筒是该容器潜在的功能失效风险点。