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简化三阶矩拟正态变换及其在结构可靠度分析中的应用

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工程力学 2020年第12期37卷 78-86,113页

作者：秦琪张玄一卢朝辉赵衍刚北京工业大学建筑工程学院北京100024

针对三阶矩拟正态变换理论公式系数形式复杂及现有相关系数的转换公式适用范围未明确的问题,通过对公式系数进行简化和对相关系数的讨论,提出了独立随机变量和相关随机变量的简化三阶矩拟正态变换模型,并给出了相关系数转换公式的简明... 详细信息

针对三阶矩拟正态变换理论公式系数形式复杂及现有相关系数的转换公式适用范围未明确的问题,通过对公式系数进行简化和对相关系数的讨论,提出了独立随机变量和相关随机变量的简化三阶矩拟正态变换模型,并给出了相关系数转换公式的简明适用范围。通过将提出的简化三阶矩拟正态变换模型与一阶可靠度分析方法(FORM)结合,发展了随机变量分布未知条件下的可靠度分析方法,并采用数值算例验证了该方法的准确性和适用性。研究结果表明,所提出的简化三阶矩拟正态变换模型具有较高的准确性和适用性,能够与FORM分析方法结合,实现随机变量分布未知条件下的结构可靠度分析。

关键词：工程结构可靠度分析拟正态变换简化模型三阶中心矩相关系数

融合历史降雨下斜坡稳定性观测信息的可靠度分析

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地球科学 2023年第5期48卷 1865-1874页

作者：刘贤揭鸿鹄蒋水华黎学优黄劲松中山大学土木工程学院广东珠海519082 南昌大学工程建设学院江西南昌330031

降雨诱发斜坡失稳机理及可靠度分析通常忽略了现场观测信息的影响,包括斜坡在天然条件下保持稳定或经历历史降雨后保持稳定等观测信息.以无限长斜坡模型为例,采用贝叶斯更新方法基于“斜坡经历某次历史降雨后仍保持稳定”这一现场观测... 详细信息

降雨诱发斜坡失稳机理及可靠度分析通常忽略了现场观测信息的影响,包括斜坡在天然条件下保持稳定或经历历史降雨后保持稳定等观测信息.以无限长斜坡模型为例,采用贝叶斯更新方法基于“斜坡经历某次历史降雨后仍保持稳定”这一现场观测信息概率反分析空间变异水力和抗剪强度参数,基于蒙特卡洛模拟方法计算不同降雨历时下斜坡失效概率,对比分析忽略观测信息对斜坡失效概率估计所造成的影响.结果表明:概率反分析通过融合历史降雨下斜坡稳定性观测信息,可有效排除因抗剪强度参数空间变异性导致斜坡沿软弱层发生失稳的可能性,为客观评价降雨诱发的空间变异斜坡失效概率奠定了基础.如果忽略“斜坡经历某次历史降雨后仍保持稳定”这一观测信息会明显高估斜坡失效概率,尤其在降雨初期.本研究成果为揭示降雨诱发斜坡失稳机制提供新的视角.

关键词：斜坡滑坡降雨入渗空间变异性概率反分析可靠度分析灾害地质.

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铝合金结构构件可靠度分析

建筑结构学报 2007年第6期28卷 147-152页

作者：沈祖炎郭小农李元齐同济大学土木工程学院上海200092

以试验数据为基础,对铝合金结构基本构件(包括轴压构件、受弯构件和偏压构件)进行了设计可靠度分析。分析结果表明,构件类型和荷载组合对于结构构件可靠度的影响很大;在相同荷载条件下,轴压构件的可靠指标最低,受弯构件的可靠指标最高;... 详细信息

以试验数据为基础,对铝合金结构基本构件(包括轴压构件、受弯构件和偏压构件)进行了设计可靠度分析。分析结果表明,构件类型和荷载组合对于结构构件可靠度的影响很大;在相同荷载条件下,轴压构件的可靠指标最低,受弯构件的可靠指标最高;对于同类构件,参与组合的风荷载越大,其可靠指标越低。最后,针对国产结构用铝合金6061-T6的构件承载力设计提出了合理的抗力分项系数和设计强度建议值。采用本文建议的强度设计值,铝合金结构基本构件的设计可靠指标平均值均大于3.70,完全满足《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068—2001)的规定。

关键词：铝合金结构轴压构件受弯构件偏压构件可靠度分析

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空间跟瞄遥感器视轴指向可靠度分析

仪器仪表学报 2020年第3期41卷 122-132页

作者：马军傅祥博甄大崴北京空间机电研究所北京100094

空间跟瞄遥感器轴系的实际位置与理论位置存在偏差,这会影响遥感器跟瞄过程中视轴指向的可靠度。在对误差源进行分析的基础上,按照误差影响对误差项进行了合并与等效,考虑轴系的零位标定,建立了同时包含线性系统误差、非线性系统误差以... 详细信息

空间跟瞄遥感器轴系的实际位置与理论位置存在偏差,这会影响遥感器跟瞄过程中视轴指向的可靠度。在对误差源进行分析的基础上,按照误差影响对误差项进行了合并与等效,考虑轴系的零位标定,建立了同时包含线性系统误差、非线性系统误差以及随机误差的视轴指向误差半参数回归模型。采用补偿最小二乘法对系统误差进行了参数识别,通过角度补偿法消除了系统误差对视轴指向的影响。对补偿后的视轴指向误差进行了蒙特卡洛分析,获得了遥感器全跟瞄范围内的视轴指向可靠度。工程实例表明,可靠度分析过程中采用的误差模型与参数识别方法所需识别的系统误差参数仅为4个,用识别出的误差参数进行系统误差补偿后,遥感器的视轴指向可靠度由0%提升至99.89%。

关键词：跟瞄视轴指向误差分析参数识别可靠度分析

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基于KL展开的可靠度分析方法及其应用

岩土工程学报 2020年第5期42卷 808-816页

作者：谭晓慧董小乐费锁柱龚文平修临天侯晓亮马海春合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009 中国地质大学工程学院湖北武汉430074 安徽省建设工程测试研究院有限责任公司安徽合肥230051

空间变异性是土体的固有属性。为了分析土体空间变异性对岩土工程可靠度的影响,提出基于KL展开的一阶可靠度分析方法(KL-FORM)和基于KL展开的响应面法(KL-RSM)。两种方法均采用KL展开法进行随机场的离散,再采用FORM或RSM进行可靠度分析... 详细信息

空间变异性是土体的固有属性。为了分析土体空间变异性对岩土工程可靠度的影响,提出基于KL展开的一阶可靠度分析方法(KL-FORM)和基于KL展开的响应面法(KL-RSM)。两种方法均采用KL展开法进行随机场的离散,再采用FORM或RSM进行可靠度分析。通过将KL级数展开系数视为可靠度分析中的基本变量,将KL展开法与FORM或RSM有机地结合在一起。提出了确定KL展开项数的迭代计算方法,给出了KL展开法的流程图以及KL-FORM流程图。采用KL-FORM及KL-RSM对空间变异非饱和土体中浅基础以及不排水饱和黏土边坡的可靠度分析表明:KL-FORM及KL-RSM具有较高的计算精度与计算效率;在指定的随机场离散精度条件下,KL级数展开项数及基础工程的可靠指标均随着自相关距离的增加而减少。

关键词：空间变异性可靠度分析随机场理论 Karhunen-Loeve级数展开法 FORM RSM

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概率信息不完全系统的可靠度分析方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2021年第11期49卷 89-94页

作者：范文亮盛向前刘丞重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

针对仅有少数样本数据的概率信息不完全系统的可靠度分析问题,提出一种概率信息不完全系统的可靠度分析方法.首先将概率信息不完全的变量通过立方正态变换近似得到完全概率信息,并对已知少量样本数据的变量建立基于线性矩相关系数的等... 详细信息

针对仅有少数样本数据的概率信息不完全系统的可靠度分析问题,提出一种概率信息不完全系统的可靠度分析方法.首先将概率信息不完全的变量通过立方正态变换近似得到完全概率信息,并对已知少量样本数据的变量建立基于线性矩相关系数的等效相关系数确定方法;然后结合自适应降维近似模型和直接积分法,实现功能函数的低阶统计矩估计;以此为基础,引入基于立方正态变换的可靠度分析矩方法,进行概率信息不完全系统的可靠度分析.算例分析结果表明:该方法能够通过变量的有限样本数据建立变量的近似完全概率信息,并适用于概率信息不完全系统的可靠度分析.

关键词：概率信息不完全线性矩立方正态变换统计矩可靠度分析

基于Chebyshev-Galerkin-KL展开的土质边坡稳定可靠度分析

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岩土工程学报 2023年第12期45卷 2472-2480页

作者：顾鑫仉文岗欧强王林覃长兵重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心重庆400045 北京师范大学国家安全与应急管理学院广东珠海519087

提出了一种基于Chebyshev-Galerkin-KL(Karhunen-Loève)展开的新型随机场离散方法,推导了该方法的理论公式,并研发了基于Python语言的边坡滑体体积计算及其失效模式自动识别的高效程序。采用一个水位上涨时的非饱和土坡算例验证了方法... 详细信息

提出了一种基于Chebyshev-Galerkin-KL(Karhunen-Loève)展开的新型随机场离散方法,推导了该方法的理论公式,并研发了基于Python语言的边坡滑体体积计算及其失效模式自动识别的高效程序。采用一个水位上涨时的非饱和土坡算例验证了方法的有效性。结果表明:所提随机场生成方法为求解第二类Fredholm积分方程提供了一种新思路,可准确表征岩土体参数的空间变异性。基于Python提出的边坡风险评估程序,与随机有限元计算过程不耦合,极大地提升了开展边坡风险评估的效率,从而增强预测滑坡致灾风险的时效性。此外,研究中非饱和土坡算例可靠度分析结果表明:水位上涨速度越慢,最大水位高度越高,该边坡的安全程度将越低。岩土体参数的竖向空间变异性对该算例边坡安全系数的影响甚微,但对滑体体积的影响较为显著。在对水位上升条件下的边坡开展可靠度分析时,应关注抗剪强度参数间的负相关性,否则将会低估边坡的安全程度。

关键词： Chebyshev-Galerkin-KL展开法空间变异性边坡稳定性可靠度分析失效风险

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垃圾填埋场边坡稳定可靠度分析

岩石力学与工程学报 2010年第A1期29卷 2958-2963页

作者：张文杰邱清文邱战洪上海大学土木工程系上海200072 台州学院浙江台州318000

高度非均质是垃圾土最突出的性质,其物理力学参数在时间和空间上均具有很大的变异性。基于现场取样进行室内测试,对垃圾土重度和抗剪强度参数的变异规律和概率特性进行研究,按分层概率特性和总体概率特性生成随机参数,采用蒙特卡罗法分... 详细信息

高度非均质是垃圾土最突出的性质,其物理力学参数在时间和空间上均具有很大的变异性。基于现场取样进行室内测试,对垃圾土重度和抗剪强度参数的变异规律和概率特性进行研究,按分层概率特性和总体概率特性生成随机参数,采用蒙特卡罗法分析填埋边坡可靠度。研究结果表明,随埋深增加垃圾土有效黏聚力减小,有效内摩擦角增加,二者呈负相关特性,但在各个分层中,可认为二者彼此独立;按分层概率特性进行可靠度分析所得安全系数标准差较小,按总体概率特性进行分析标准差较大,前者分析结果更加准确可靠,说明对于高度非均质的垃圾土,为进行填埋边坡可靠度分析,首先必须研究和掌握其参数的变异规律和概率特性。

关键词：边坡工程填埋场稳定性垃圾土概率特性可靠度分析

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不确定爆炸荷载作用下钢梁的可靠度分析

工程力学 2014年第4期31卷 112-118,133页

作者：李忠献路建辉师燕超丁阳天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

通过对已有爆炸荷载预测公式、计算图表和试验的海量数据的统计分析,建立了作用于建筑结构上爆炸荷载的统计模型;以典型钢梁为研究对象,考虑材料强度和构件尺寸的不确定性,基于单自由度体系理论和蒙特卡洛方法,建立了不确定爆炸荷载作... 详细信息

通过对已有爆炸荷载预测公式、计算图表和试验的海量数据的统计分析,建立了作用于建筑结构上爆炸荷载的统计模型;以典型钢梁为研究对象,考虑材料强度和构件尺寸的不确定性,基于单自由度体系理论和蒙特卡洛方法,建立了不确定爆炸荷载作用下钢梁失效概率的计算方法,并开发了实用计算程序;分析了炸药质量以及爆炸荷载和结构材料属性的不确定性等对钢梁失效概率的影响。研究表明:炸药质量和比例距离是影响爆炸荷载作用下钢梁失效概率的重要因素,在建筑结构抗爆分析中,必须考虑爆炸荷载的不确定性。

关键词：爆炸荷载不确定性统计模型钢梁可靠度分析失效概率

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