基于模糊数学的重力坝坝基抗滑稳定可靠度分析

发布时间：2017-06-25 00:03

  本文关键词：基于模糊数学的重力坝坝基抗滑稳定可靠度分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：重力坝抗滑稳定一直是重力坝设计中十分重要的课题,以往主要采用安全系数法和分项系数法来对其稳定性进行评价,但在实际工程中不仅存在随机性,还存在模糊性。由于传统方法的局限性不能完全的反映工程实际情况,本文基于模糊数学理论对重力坝坝基失稳可靠度进行了分析,主要成果如下:(1)结合某工程实例,对坝基失稳影响最大的摩擦系数f'和凝聚力c'进行了敏感性分析,得出摩擦系数的取值应偏于中间,凝聚力则取建议值的下限。在总结以往学者研究的基础上,对重力坝坝基提出改进的随机可靠度即采用敏感性最强的三个随机变量(摩擦系数f'、凝聚力c'和上游水位h_u)进行可靠度分析,而把其他影响不大的随机变量当做常量处理以简化计算过程。(2)基于改进的随机可靠度理论,采用了几种不同的可靠度分析方法,在随机变量不同分布组合下比较全面的计算了该算例正常工况和地震工况下的坝基失稳可靠度。几种常用的可靠度计算结果差距都不大,都能很好的反映工程实际,且都在目标可靠度范围内,综合各方面的情况表明该算例满足坝基抗滑稳定要求。分析了随机变量之间的相关性问题,随着相关系数的不断减小,所得的可靠度不断增加,随机变量之间的相关性对结构的可靠度有很大的影响,在实际工程中应处理好相关性问题,做到经济与安全的双赢。(3)本文的重点是基于模糊数学理论建立了重力坝坝基失稳三种模糊风险计算模型:a水平截积法、改进的模糊可靠度方法一和改进的模糊可靠度方法二。a水平截积法所得的结果为一模糊范围,表明模糊可靠度比传统的随机可靠度那种非此即彼的突变形式更能符合工程的实际情况。在此基础上为了更好的分析坝基模糊可靠度,提出了两种改进的模糊可靠度方法进行分析计算。在方法一中采用偏小型隶属函数处理失效准则,对模糊随机变量采用a水平截积法处理,再根据实际选择最合适的值(一般取中间值)作为模糊可靠度值。改进的方法一所得的模糊可靠度取值比用a水平截积法处理后的结果的上下限值都要小,因为考虑了失效准则的隶属函数,其精度更高,通过对比,改进的方法一合理性更高。方法二则通过数学手段对模糊随机变量当量化处理,对失效准则采用偏小型隶属函数处理。此方法理论简单,可操作性较强,经此方法计算出的重力坝抗滑稳定模糊可靠度能较好的符合工程实际,为解决模糊可靠度提供又一途径。但是此方法所得结果为一可靠值而不是一个模糊范围,通过对比,该值落在a水平截积法和改进的模糊可靠度法一计算取值范围内,且和他们模糊范围的平均值的差距都比较小,也可作为评价的一种手段。总体来说,本文分析了重力坝坝基抗滑稳定中存在的随机性和模糊性情况,对重力坝坝基抗滑稳定可靠度作出了比较全面的评价,为工程实践提供指导。
【关键词】：重力坝 坝基抗滑稳定 随机可靠度 模糊可靠度
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV642.3;TV223
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 选题背景及意义10
• 1.2 重力坝抗滑稳定分析方法及现状10-11
• 1.3 可靠度研究现状11-12
• 1.4 本文所做的主要工作12-14
• 2 结构可靠度理论14-30
• 2.1 结构随机可靠度14-15
• 2.1.1 结构极限状态14
• 2.1.2 结构可靠度14
• 2.1.3 结构可靠度指标14-15
• 2.2 结构可靠度分析的一次二阶矩法15-17
• 2.2.1 验算点法（JC法）15-16
• 2.2.2 映射变换法、实用分析法16-17
• 2.3 蒙特卡洛法17-19
• 2.4 结构模糊可靠度19-27
• 2.4.1 模糊概述19-20
• 2.4.2 模糊理论20-25
• 2.4.3 隶属函数的确定25-27
• 2.5 改进的模糊可靠度一27
• 2.6 改进的模糊可靠度二27-30
• 3 重力坝坝基面随机可靠度分析30-41
• 3.1 沿坝基面的抗滑稳定分析模型30
• 3.2 安全系数法30-32
• 3.2.1 计算参数和研究方法31
• 3.2.2 计算结果31-32
• 3.3 传统随机可靠度计算32-33
• 3.4 对摩擦系数'f和凝聚力'c敏感性分析33-35
• 3.5 改进的随机可靠度计算35-39
• 3.5.1 功能函数的选取35-36
• 3.5.2 计算结果36-37
• 3.5.3 随机变量之间的相关性分析37-39
• 3.6 特殊工况下的可靠度计算39-40
• 3.6.1 功能函数的选取39
• 3.6.2 计算结果39-40
• 3.7 本章小结40-41
• 4 重力坝坝基面模糊可靠度分析41-64
• 4.1 失效准则和随机变量的模糊性41
• 4.2 计算方法的选取41-42
• 4.3 a-水平截积法42-49
• 4.3.1 功能函数的选取42
• 4.3.2 计算结果42-49
• 4.4 改进的模糊可靠度之一49-58
• 4.4.1 只考虑失效准则的模糊可靠度50-52
• 4.4.2 改进的重力坝模糊可靠度分析52-57
• 4.4.3 考虑模糊随机变量之间的相关性57-58
• 4.5 改进的模糊可靠度之二58-61
• 4.5.1 计算结果58-61
• 4.5.2 相关性分析61
• 4.6 三种方法结果分析61-62
• 4.7 本章小结62-64
• 5 结论与展望64-67
• 5.1 结论64-65
• 5.2 展望65-67
• 参考文献67-70
• 附录A 重要源程序70-74
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果74-75
• 致谢75-76

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