可靠度理论

摘要： 鉴于抗滑桩加固边坡设计中存在诸多不确定性因素,针对抗滑桩加固边坡案例提出了一种基于可靠理论的边坡系统抗滑力的分析模型,并结合代表性滑动面原理建立了相应的求解方法。算例分析表明,抗滑桩对边坡的代表性滑动面的位置及可靠度指标有着重要影响。在抗滑力相同的条件下,抗滑桩存在一个最优的加固位置,所提方法可确定抗滑桩的加固位置和抗滑力,对抗滑桩加固边坡的最优设计具有参考意义。

摘要： 为探究超高速公路路线设计确保车辆行车安全的圆曲线最小半径值,引入可靠度理论,以汽车在圆曲线路段行驶时不产生横向滑移为约束条件构建动力学模型,利用该模型对圆曲线半径进行分析,并提出圆曲线半径的可靠度功能函数。对功能函数中的车辆运行速度、路面横向摩擦系数、道路超高值等相关参数进行统计,并分析其分布规律。求解设计速度分别为100,120,140,160 km/h时超高速公路圆曲线的最小半径值,取整后用蒙特卡洛法仿真估计各设计速度对应最小半径的失效概率。结合公众心理承受度,以失效概率小于0.01%为基准,对各设计速度下的圆曲线半径进行可靠性设计,得到超高速公路圆曲线最小半径推荐值在潮湿的路面条件下分别为920,1 000,1 100,1 220 m;在积雪的路面条件下分别为1 380,1 400,1 420,1 450 m。实证结果表明:在事故率较高的路段,各段圆曲线半径对应的失效概率最小值为0.019 5%,大于最小圆曲线半径的失效概率值0.01%。采用0.01%的失效概率设计超高速公路圆曲线半径,可保证其安全性高于现有标准。

摘要： 针对《装配式混凝土建筑结构技术规程:广东省标准DBJ 15-107—2016》中所提“强连接”概念,讨论了全预制装配式混凝土框架梁-柱节点的“强连接”设计方法。基于美国ACI318规范推荐的“强连接”设计计算方法进行理论分析,采用了包括一次可靠度法、影响面法及重要抽样蒙特卡洛模拟的工程可靠度理论,对其建议的“强连接”设计计算公式进行了修正。结果表明:可靠度理论计算与数值模拟结果接近可认为所采用的分析方法适用于“强连接”设计公式的可靠度计算;建议采用钢筋极限强度均值与屈服强度均值之比代替ACI规范推荐的弯矩放大系数,同时引入弯矩放大系数修正系数ζ,对不同安全等级可靠度指标建议值为,一级1.24、二级1.20、三级1.16,修正后的设计公式可满足我国《建筑结构可靠性设计统一标准:GB 500682—2018》对各类结构安全等级的可靠度指标要求,从而为装配式“强连接”设计方法的推广提供了理论与方法依据。

摘要： 非常规深层油气资源勘探开发是目前的热点,钻井地质环境复杂、井壁稳定性差,导致钻井复杂及故障频发,严重制约了油气资源勘探的安全高效开发。针对该问题,开展了相关研究,建立了一种井壁稳定性定量评价方法。首先分析和完善了现有地层坍塌及破裂压力计算模型;在此基础之上,建立了地层坍塌及破裂压力不确定性定量表征方法;同时,综合考虑高温高压环境、井径不规则、排量不稳定等不确定性因素对循环当量密度(equivalent circulating density, ECD)计算结果的影响,基于不确定度理论建立了ECD不确定性定量表征方法;在上述两方面研究的基础上,建立了定量评估井壁稳定性的分析模型,解决了井壁失稳的识别难题,实现了井壁稳定性的定量评价,可以有效降低井下复杂发生率、提高钻井效率、缩短钻井周期,为钻井施工降本提速提供技术支持。

摘要： 为解决传统预浸水法存在的浸水时间长、浸水处理范围难以确定等不足,基于土体中水分运移规律,依据可靠度理论、极限状态设计方法及复合Poisson过程原理,提出一种消除黄土湿陷性的处理浸水方法——预钻孔浸水法。给出了利用预钻孔浸水法对自重湿陷性黄土地基进行浸水时,水平向及竖直向浸水影响范围的确定模型;在此基础上结合达西定律给出了浸水孔设计参数如孔深、孔间距及浸水孔个数的确定方法。结合铜川某工程,设计进行了现场预钻孔浸水试验,对该方法的合理性进行了验证,并通过现场钻探、现场勘探、室内湿陷性试验等方法对该方法的处理效果进行了评价。该浸水方法具有浸水时间短、浸水影响范围可根据浸水孔布设进行控制等优点,且浸水处理效果良好,完全符合施工要求。

摘要： 可靠度理论是研究系统运行可靠性的普遍数量规律以及对其进行分析、评价、设计和控制的理论和方法.目前,可靠度理论在结构物验算中得到广泛的应用.文章将可靠度理论引入到沥青混合料路用性能评价中,以卓资山石料厂的石料为例,通过对SBS改性沥青混合料AC-16的动稳定度、冻融劈裂强度比和小梁弯曲破坏应变进行试验,分析不同置信区间下的工程控制下限,为工程建设质量控制提出指标要求.

摘要： 为减少或最大程度地消除边坡稳定分析中的不确定性,研究了起源于不确定性的工程结构可靠度理论,并分析了其基本原理.从边坡稳定性分析的特征出发,类比结构可靠性分析方法,建议分别使用两种适用于边坡稳定及可靠性分析的状态方程以研究功能函数形式对边坡可靠性分析的影响.然后,对结构可靠性分析中常用的蒙特卡洛模拟法、一次二阶矩中心点法和罗森布鲁斯法的基本原理及应用特点进行了研究.最后,基于边坡稳定性分析的平滑动面法,分别运用三种可靠性分析方法对实例边坡在不同应力状态下的可靠度及稳定系数均值进行了计算分析.分析结果表明:蒙特卡洛法、一次二阶矩中心点法和罗森布鲁斯法计算的边坡可靠度能够较好地描述不同应力状态下实例边坡的可靠性与稳定性的变化规律;其中,罗森布鲁斯法基于安全系数功能函数计算的可靠度值最小.

摘要： 我国保有大量既有建筑,随着服役时间的增长,很多建筑出现了种种安全问题,需要进行改造加固.随着各种加固材料的研制以及设计和施工技术的发展,加固技术在建筑领域得到了广泛应用.建筑物改造加固后,对其安全性评估具有重要意义,可有效减少事故隐患,延长结构使用寿命.本文在分析现行既有建筑结构安全性评估方法基础上,研究了结构构件可靠度计算方法,给出了加固后结构安全性评估步骤.

摘要： 开展了原竹材料抗弯性能试验,探究了竹材抗弯强度和弹性模量与高度、壁厚、周长的关系,采用Bootstrap法分析了竹材抗弯强度标准值,基于可靠度理论研究了原竹材料的抗弯强度设计值.结果表明:竹片抗弯加载经历较长的弹性阶段,塑性阶段较短,竹材抗弯承载力随高度增加而减小;竹片抗弯强度和弹性模量随高度增加而增大,随壁厚和周长增大而减小,竹片抗弯强度、弹性模量与高度、壁厚和周长具有较好的拟合优度,拟合公式可对竹材力学性能进行预测;样本数量对竹材抗弯强度的抽样误差具有显著影响,通过Bootstrap重抽样法分析标准值能够有效减小误差,采用该法进行10000次重抽样分析得到的原竹材料强度标准值为126.75 MPa;可靠度指标β随抗力分项系数γR和荷载比ρ的增大而增大;荷载比ρ>0时,目标可靠度下的抗力分项系数γR在恒载+雪荷载情况下最大,在恒载+办公楼面活荷载情况下最小,计算得到的3个安全等级下的原竹材料抗弯强度设计值分别为27.670,29.884,32.084 MPa.

摘要： 基于当前高速公路平曲线超高设计所存在的问题,将可靠度理论引入到其设计过程中,提出了相应的超高可靠度功能函数公式。基于所得公式,对其影响因素进行了分析,并探讨了8%的最大超高的可靠性。

摘要： 借用部分同级别坝高、高宽比接近拱坝的相关数据,利用人工神经网络建立的拱坝坝踵应力和上游水位之间的函数关系σ=f(H),计算出坝踵应力的均值、标准差.根据可靠度理论分析选取上游水位和坝踵应力为随机变量和根据最大拉应力破坏准则建立坝踵混凝土开裂的功能函数.最后,利用蒙特卡罗法进行坝踵破坏(失效)概率计算,得出拱坝坝踵的破坏(失效)概率.在拱坝可行性设计论证阶段,借用部分同级别坝高、高宽比接近拱坝的相关数据,根据拟建拱坝的上游设计水位可以初步估算坝踵区的拉应力值,采用此方法论证拱坝坝踵开裂失效概率是可行的.

摘要： 随着国内基础设施的蓬勃发展,出现了越来越多的高陡人工边坡,因此对边坡稳定性分析和失稳预警的准确性、实时性有了更高的要求.近年来,基于可靠度理论的边坡稳定性分析方法有了很大的发展.本文简要回顾了边坡可靠度分析理论的发展历程,对该项理论在国际上的重要科研进展和最新成果进行了归纳和总结,并详细阐述和对比了当前常见的几种分析方法.在此基础上对中国边坡可靠度理论研究存在的不足和未来的发展趋势给出了具体的意见和建议.

摘要： 基于可靠度理论与破坏概率,应用SEEP/W软件对三峡库区黄土坡滑坡进行了稳定性评价.对比分析了在库水位升降过程中,应用平均稳定系数法和滑坡破坏概率法对稳定性评价的异同.结果表明:用破坏概率对滑坡进行稳定性评价时,由于考虑了变量的随机性,评价给果相比于用单一固定参数计算的稳定性要合理;当库水位初始位于175m时刻黄土坡滑坡处于较稳定状态,库水位从175m降到145m时刻,黄土坡滑坡有一定的破坏变形的可能;库水位从145m逐渐升到175m过程中,黄土坡滑坡逐渐从欠稳定状态到了基本稳定状态,可见库水位上升在一定程度上利于滑坡稳定性.

摘要： 目前,可靠度理论在工程结构设计中的应用已取得了很大发展;但在输电线路中的应用尚处于初步阶段.本文回顾了国内外在输电线路可靠度分析方面的研究成果和结构可靠度理论在输电线路设计规范中的应用现状,结合国家电网公司科技项目"输电线路跨越高铁关键技术研究",介绍了跨高铁输电线路可靠度的研究成果.

摘要： 将可靠度理论应用于边坡倾倒式破坏分析,根据后缘裂隙发育深度判定其破坏概率.将倾倒式破坏极限状态函数作为功能函数,以后缘裂隙充水高度作为随机变量,引入可靠度理论,结合Matlab数学软件,进行多次抽样,分析不同裂隙发育深度时边坡的破坏概率,为后期治理工程的设计提供关键参数,对工程设计实践具有重要意义。

摘要： 将可靠度理论应用于边坡倾倒式破坏分析,根据后缘裂隙发育深度判定其破坏概率.将倾倒式破坏极限状态函数作为功能函数,以后缘裂隙充水高度作为随机变量,引入可靠度理论,结合Matlab数学软件,进行多次抽样,分析不同裂隙发育深度时边坡的破坏概率,为后期治理工程的设计提供关键参数,对工程设计实践具有重要意义.

摘要： 考虑到裂缝扩展数据的离散性，建立了基于可靠度理论的随机概率模型(模型)来描述疲劳裂缝的扩展。采用最小二乘法，通过拟合多项式，得到了三种裂缝的裂缝长度a不疲劳数N之间的关系。比较了三种结构在稳定扩展阶段的裂缝扩展速率，以及结构的抗裂性能。分析了三种裂缝的特征曲线。讨论了截距和斜率n随可靠度p的变化。

摘要： 土木工程相关的建筑和基础设施极大地改善了人们的生活质量,促进了我国社会和经济的发展.但是,它们的建设和运营消耗了大量的能源和资源,并产生了很大的环境污染.促进土木工程的可持续发展,已经成为相关行业的重要任务.可持续性评估是实现可持续管理的前提,非常有必要开展土木工程可持续性的量化研究.本文立足于可持续的环境、经济和社会三个维度,同时针对土木工程结构特有的工程特性,从生命周期的各个阶段,对工程结构的可持续性开展了定量化的评价研究.首先,采用生命周期评价方法(LCA),考虑终点和中点评价模型的影响,分别对土木工程结构设计、施工和维修加固阶段的环境影响进行分析;其次,考虑到工程结构在服役期内的性能退化,把可靠度理论作为桥梁加固方案优化的依据,并基于生命周期评价方法,优选环境影响最小的桥梁加固方案;再次,结合生命周期评价、生命周期成本(LCC)和结构时变可靠度,采用统计学和数值模拟的方法,得到桥梁运营阶段采用不同维护策略对桥梁全生命周期内环境和成本的影响,运用帕累托最优的方法进行结构时变可靠度、生命周期环境影响和成本的桥梁维护多目标优化;最后,将技术指标(可靠度)综合考虑到可持续性评价体系中,即通过衡量单位可靠度的环境影响、经济性能和社会影响来评价工程结构的可持续性.本文从工程结构生命周期各个阶段以及可持续性的不同维度,定量化地构建了土木工程结构可持续评价的方法,并通过不同的案例对相关问题进行说明,以期为在世界和中国重要性越来越凸显的土木工程可持续性评估,提供方法支持和实践示范.

摘要： 通过优化布设光纤光栅传感器、合理建立光纤光栅传感系统对实际小高层进行施工期安全监测,通过结构有限元模拟和实际监测,研究施工期混凝土强度、钢筋屈服强度的时变规律,分析恒活荷载及抗力的概率分布类型和主要统计参数,利用验算点法计算结构构件的可靠指标,并与编程计算结果进行对比.研究结果表明:监测值与理论计算值时变趋势一致,表明光纤光栅监测系统能很好的应用于实际工程的监测;可靠指标经对比发现手算和编程计算结果近似,而且自第13天(首层剪力墙浇筑记为第1天)后,可靠指标大于延性破坏规定限值3.2,结合沉降观测,说明此后结构安全可靠.

摘要： 为了掌握混凝土连续箱梁桥运营期间的安全状态,利用实桥的动态监测的荷载响应结合可靠度理论,建立了正常使用极限状态方程,通过JC法计算了监测位置的失效概率.研究了温度趋势项的提取方法和荷载效应的分布规律.结果表明,在车辆荷载和竖向温度梯度荷载的共同作用下,底板的失效概率增加明显.

摘要： 本发明涉及一种基于非线性损伤理论的钢梁桥寿命及可靠度分析方法，该分析方法包括以下步骤：S1、建模布点：根据钢梁桥各危险点和随机点进行建模布点，测定所布点的频率离散样本，测算所布点指征频率离散样本；S2、根据指征频率离散样本计算钢梁桥结构损伤因子；S3、根据钢梁桥结构损伤因子计算钢梁桥结构损伤量和损伤安全度值；S4、计算钢梁桥动态载荷，得到一个监测周期内钢梁桥的总应力；S5、根据钢梁桥的总应力计算钢梁桥使用寿命及可靠度。

摘要： 本发明基于率模可靠性理论的航天器健康评估中隶属度计算方法，该方法有两大步骤：步骤一：计算设备的健康隶属度；步骤二：计算系统的健康隶属度。本发明首先通过航天器遥测参数来计算系统内分设备的健康隶属度，然后根据分设备的健康隶属度计算全系统的健康隶属度，用系统的健康隶属度表现系统的运行健康程度。它解决了航天器健康管理领域中，系统运行状态无法精确描述的问题，提出了用健康隶属度来表现系统及设备的运行状态的方法，在航天器健康管理领域具有广泛的实用价值和应用前景。

摘要： 一种基于贝叶斯网络理论的既有铁路桥梁可靠度综合评估方法，属于桥梁监测技术领域。提出风险因素的选取原则、识别方法及识别过程；建立风险因素的层次结构模型而后进一步划分层次结构；确定各风险因素的等级评定标准，并进行关联性分析；建立风险因素的故障树模型并映射成贝叶斯网络模型；确定贝叶斯网络模型的根节点的先验概率及非根节点的条件概率；进行贝叶斯网络的诊断推理以及实现程序化。本发明解决了既有铁路桥梁可靠度评估问题，实现了对桥梁结构整体的可靠度预测，在桥梁结构整体失效的情况下，诊断事故致因，识别关键致险路径；可判断桥梁结构整体的健康状态，诊断桥梁事故的关键致因，建立多层次有重点的综合桥梁评估方法。

摘要： 本发明涉及一种突发载荷非线性理论的钢梁桥寿命及可靠度分析方法，S1、建模布点：根据钢梁桥各危险点和随机点进行建模布点，测定所布点的频率离散样本，测算所布点指征频率离散样本；S2、根据指征频率离散样本计算钢梁桥结构损伤因子；S3、根据钢梁桥结构损伤因子计算钢梁桥结构损伤量和损伤安全度值；S4、计算钢梁桥动态载荷，包括交通载荷、台风载荷、雨载荷，得到一个监测周期内钢梁桥的总应力；S5、根据钢梁桥的总应力计算钢梁桥使用寿命及可靠度。

摘要： 本发明属于可靠性统计技术领域，本发明公开了一种基于贝叶斯理论和线性拟合的可靠度置信下限构建方法，对于给定的各个样本产品寿命试验数据即各样本产品的失效时间，首先根据贝叶斯理论计算各个样本产品寿命试验数据处失效概率的置信上限；然后将威布尔分布函数转化为线性函数；最后基于线性拟合构建威布尔分布可靠度的置信下限曲线。本发明通过上述步骤很好地解决了威布尔可靠度置信下限的构建问题。在本发明的每一步，都给出了相应的数学表达式的确定形式，且整个过程计算方便，因而非常适用于工程实践中的应用。

摘要： 本发明涉及一种基于非线性损伤理论的钢梁桥寿命及可靠度分析方法，该分析方法包括以下步骤：S1、建模布点：根据钢梁桥各危险点和随机点进行建模布点，测定所布点的频率离散样本，测算所布点指征频率离散样本；S2、根据指征频率离散样本计算钢梁桥结构损伤因子；S3、根据钢梁桥结构损伤因子计算钢梁桥结构损伤量和损伤安全度值；S4、计算钢梁桥动态载荷，得到一个监测周期内钢梁桥的总应力；S5、根据钢梁桥的总应力计算钢梁桥使用寿命及可靠度。

摘要： 本发明公开了一种基于可靠度理论的井壁失稳风险定量评价方法，它包括以下步骤：S1、根据所钻地层的基础数据；S2、根据步骤S1中所建立的输入参数不确定统计表；S3、建立井壁坍塌和井壁破裂失稳极限状态模型；S4、根据步骤S3中所述井壁失稳极限状态模型，分别求解基本随机变量限定下的井壁坍塌压力值和井壁破裂压力值；S5、给定井筒压力均值和变异系数，并采用蒙特卡罗模拟生成给定均值和变异系数下的井筒压力值；S6、统计计算结果以获取井壁坍塌和破裂失稳风险的定量评价结果。本发明的有益效果是：能够定量评价参数不确定性影响下的井壁失稳风险，能够为钻井技术人员和施工人员提供更加准确、有效的决策依据。

摘要： 本发明公开了一种基于车流数据和可靠度理论的城市桥梁限载确定方法，针对渣土车及其他货运重载车辆对原有桥梁超载日益严重的现状，利用动态称重设备采集过往车辆数据，基于限载值随机抽样建立随机车流模型，使用影响线加载随机车流模型得到桥梁控制截面响应的极值样本，再通过广义极值分布拟合得到桥梁控制截面响应极值分布。基于设计文件、有限元软件计算及相关检测试验的恒载效应及桥梁承载力，根据可靠度理论和桥梁极限状态方程确定当前限载值对应的可靠度指标，由可靠度指标选定合适桥梁限载值。本发明为相关部门管理措施的制定以及桥梁安全管养提供科学依据，为解决当前部分桥梁限载值不清楚不准确问题提供一种计算方法。

摘要： 本发明涉及基于最大熵法可靠度理论的隧道监控量测数据分析方法，该方法主要包括以下步骤：在隧道施工过程中获取隧道初期支护的点云数据；计算在时间上相邻的点云面之间相对应点之间的距离，从而确定在一特定时长内的隧道同一位置的支护的位移量，得到隧道初期支护变形产生的位移矩阵；利用最大熵法基于所述位移矩阵进行计算得到隧道初期支护变形的概率密度函数，确定隧道监控量测指标，根据量测指标绘制其收敛时间曲线确定隧道变形是否收敛，据此判断隧道初期支护的变形是否满足各阶段施工要求。本发明能够实现对隧道施工初期支护变形量的分析，且分析结果误差小，能准确的体现支护的实际变形程度。

摘要： 本发明公开了一种基于可靠度理论的井壁失稳风险定量评价方法，它包括以下步骤：S1、根据所钻地层的基础数据；S2、根据步骤S1中所建立的输入参数不确定统计表；S3、建立井壁坍塌和井壁破裂失稳极限状态模型；S4、根据步骤S3中所述井壁失稳极限状态模型，分别求解基本随机变量限定下的井壁坍塌压力值和井壁破裂压力值；S5、给定井筒压力均值和变异系数，并采用蒙特卡罗模拟生成给定均值和变异系数下的井筒压力值；S6、统计计算结果以获取井壁坍塌和破裂失稳风险的定量评价结果。本发明的有益效果是：能够定量评价参数不确定性影响下的井壁失稳风险，能够为钻井技术人员和施工人员提供更加准确、有效的决策依据。