巖土參數(shù)隨機(jī)場(chǎng)建模及工程應(yīng)用.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們認(rèn)識(shí)的逐步深入，巖土參數(shù)的隨機(jī)建模問(wèn)題日益引起眾多學(xué)者的關(guān)注。近年來(lái)，關(guān)于巖土參數(shù)隨機(jī)場(chǎng)的研究有了迅速發(fā)展，并在諸如水利工程、地基工程和邊坡工程等領(lǐng)域取得了許多新的研究成果。但是，在有關(guān)巖土參數(shù)隨機(jī)場(chǎng)建模、數(shù)值模擬以及統(tǒng)計(jì)特性分析等方面的研究尚屬罕見，有大量的工作要做。本文以隨機(jī)場(chǎng)基本理論為出發(fā)點(diǎn)，在廣泛收集巖土參數(shù)實(shí)測(cè)資料的基礎(chǔ)上，就巖土參數(shù)隨機(jī)場(chǎng)的建模、數(shù)值模擬、離散方法以及隨機(jī)有限元法、結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算等問(wèn)題

2、開展了大量的研究工作。相關(guān)距離是描述巖土參數(shù)隨機(jī)場(chǎng)的重要參數(shù)之一，可以通過(guò)采用相應(yīng)的方差折減公式，實(shí)現(xiàn)巖土參數(shù)“點(diǎn)”方差到“空間平均”方差的轉(zhuǎn)換，因此相關(guān)距離的計(jì)算是隨機(jī)場(chǎng)理論應(yīng)用的一個(gè)重要內(nèi)容。早期的隨機(jī)有限元法是基于隨機(jī)變量模型進(jìn)行討論的，然而隨機(jī)變量模型不能表征巖土參數(shù)的空間變異性，因此考慮巖土參數(shù)的空間變異性特征，建立巖土參數(shù)隨機(jī)場(chǎng)模型，并與隨機(jī)有限元法相結(jié)合分析工程結(jié)構(gòu)的可靠度，就具有重要的理論研究?jī)r(jià)值和工程實(shí)用意義。主要內(nèi)容

3、如下： (1)針對(duì)目前巖土參數(shù)隨機(jī)場(chǎng)理論和應(yīng)用研究現(xiàn)狀，提出了其中存在的需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。 (2)在總結(jié)已有相關(guān)距離計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，提出了可以考慮統(tǒng)計(jì)不確定性影響的最大值法，并研制了計(jì)算程序。就統(tǒng)計(jì)不確定性對(duì)相關(guān)距離計(jì)算結(jié)果的影響進(jìn)行了研究，并對(duì)需要考慮統(tǒng)計(jì)不確定性影響的條件進(jìn)行了分析。 (3)提出了巖土參數(shù)隨機(jī)場(chǎng)數(shù)值建模的方法，研制了仿真建模計(jì)算程序，并將該方法應(yīng)用于小灣拱壩巖石壩基彈性模量隨機(jī)場(chǎng)的研究中

4、。研究結(jié)果表明，本文提出的建模方法簡(jiǎn)便、實(shí)用、可行，具有較大的理論意義和重要的工程應(yīng)用價(jià)值。 (4)首次將隨機(jī)場(chǎng)理論引入到地下洞室變形穩(wěn)定可靠度分析中，洞室不同部位圍巖的彈性模量采用隨機(jī)場(chǎng)模型，對(duì)相關(guān)距離、變異系數(shù)、參數(shù)分布、相關(guān)模型等因素對(duì)變形穩(wěn)定可靠度的影響進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究，取得一些有意義的研究成果。 (5)基于可靠指標(biāo)的幾何意義，研究了一種不用導(dǎo)數(shù)計(jì)算工程結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)的新算法-蟻群優(yōu)化算法，并通過(guò)算例進(jìn)行了具