重力壩壩基失穩(wěn)可靠度計(jì)算方法研究.pdf

1、重力壩的壩基穩(wěn)定分析一直是大壩剖面設(shè)計(jì)的首要問(wèn)題。通常，工程界是基于剛體極限平衡原理，通過(guò)安全系數(shù)法或分項(xiàng)系數(shù)法計(jì)算壩基抗滑穩(wěn)定性，以確定性分析的方式進(jìn)行壩基穩(wěn)定性計(jì)算與評(píng)價(jià)。這種方法雖然操作簡(jiǎn)單，但對(duì)壩基失穩(wěn)因素的不確定屬性考慮得并不全面。本文基于結(jié)構(gòu)可靠度理論，考慮變量的隨機(jī)性和模糊性，同時(shí)考慮失效準(zhǔn)則的模糊性，從而對(duì)重力壩壩基面、深層雙滑面以及多滑面的抗滑穩(wěn)定可靠度進(jìn)行計(jì)算與分析。主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　(1)基于幾何優(yōu)化算

2、法進(jìn)行重力壩壩基面抗滑穩(wěn)定可靠度計(jì)算。該算法依據(jù)可靠度指標(biāo)β的幾何涵義，將可靠度計(jì)算轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)約束優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解，從而避免了對(duì)相關(guān)變量進(jìn)行正交變換以及求功能函數(shù)偏導(dǎo)數(shù)的問(wèn)題。該方法適用范圍廣、計(jì)算效率較高。結(jié)合工程實(shí)例，研究重力壩建基面抗剪斷摩擦系數(shù)f'、黏聚力c’以及壩上游水位hu三個(gè)隨機(jī)變量具有不同分布類型、變異性、負(fù)相關(guān)性以及截尾分布時(shí)的計(jì)算結(jié)果差異。
　　(2)將數(shù)值差分與二次二階矩法相結(jié)合，提出了二階差商可靠度計(jì)算方法

3、，應(yīng)用于重力壩深層雙斜面抗滑穩(wěn)定可靠度計(jì)算。該算法選擇在功能函數(shù)的迭代點(diǎn)處采用差分計(jì)算近似替代數(shù)學(xué)求導(dǎo)運(yùn)算，解決了經(jīng)典二次二階矩法不能用于求解隱式功能函數(shù)可靠度指標(biāo)的問(wèn)題。當(dāng)功能函數(shù)復(fù)雜、自變量較多時(shí)，本文方法的計(jì)算效率和精度均比響應(yīng)面法高。結(jié)合某混凝土重力壩工程實(shí)例，分析滑動(dòng)面抗剪斷強(qiáng)度參數(shù)摩擦系數(shù)f、黏聚力c’的負(fù)相關(guān)性、概率分布類型以及變異性對(duì)可靠度指標(biāo)的影響。
　　(3)基于等安全系數(shù)法，綜合考慮變量及極限狀態(tài)的模糊性，建

4、立了壩基深層多滑動(dòng)面抗滑穩(wěn)定性分析的模糊可靠度模型，并給出相應(yīng)的求解方法。該方法處理隨機(jī)變量模糊性時(shí)，根據(jù)變量隸屬函數(shù)形式將其變換成當(dāng)量隨機(jī)變量;處理結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的模糊性時(shí)，以模糊約束條件的α水平截集表示。這樣，經(jīng)典的可靠度理論方法可以應(yīng)用于模糊隨機(jī)可靠度的分析。并結(jié)合某工程實(shí)例，探討了α水平截集和隸屬函數(shù)形式對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。
　　最后，對(duì)本論文進(jìn)行總結(jié)并得到一些有益的研究成果，為混凝土重力壩穩(wěn)定安全評(píng)估和決策提供重要指標(biāo)和研究