地下結(jié)構(gòu)隨機(jī)荷載反演與可靠性分析研究.pdf

1、地下空間結(jié)構(gòu)諸如地鐵隧道、共同溝等都是城市生命線(xiàn)工程的重要組成部分，如何保證大型地下工程結(jié)構(gòu)的安全性與功能運(yùn)行要求，已成為城市地下工程防災(zāi)減災(zāi)研究中的一個(gè)重要課題。在這一背景下，地下結(jié)構(gòu)的安全性監(jiān)測(cè)與預(yù)警變得越來(lái)越重要。 本文分別對(duì)地下結(jié)構(gòu)的安全性監(jiān)測(cè)、荷載反演、可靠性分析作了相關(guān)研究，由于傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)手段的不足，進(jìn)行了新型傳感器的應(yīng)用研究：包括光纖光柵傳感技術(shù)、應(yīng)變膜監(jiān)測(cè)技術(shù)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)。它們可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、分布式的監(jiān)測(cè)

2、，為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的手段開(kāi)辟一條新的道路。 針對(duì)地下結(jié)構(gòu)荷載分布的復(fù)雜性，提出了用樣條插值函數(shù)曲線(xiàn)來(lái)近似代替地下結(jié)構(gòu)的實(shí)際荷載曲線(xiàn)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)荷載反演的方法。討論了遺傳算法在優(yōu)化反演當(dāng)中的應(yīng)用．相比于傳統(tǒng)的優(yōu)化算法，遺傳算法具有群體搜索的功能，易于收斂到全局最優(yōu)解或近似全局最優(yōu)解。提出了基于概率密度演化的隨機(jī)荷載反演方法，概率密度演化方法揭示了隨機(jī)系統(tǒng)樣本點(diǎn)概率信息之間的本質(zhì)關(guān)系，從而，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)客觀系統(tǒng)的正確反映，也大大降低了問(wèn)題求

3、解的難度和工作量。利用所發(fā)展的方法，不僅可以獲得反演荷載的統(tǒng)計(jì)特征值，同時(shí)可以得到地下結(jié)構(gòu)荷載的概率密度函數(shù)曲面。 發(fā)展了基于概率密度演化思想的地下結(jié)構(gòu)可靠性分析方法。在此方法中，通過(guò)求解概率密度方程，可以得到響應(yīng)量的概率密度函數(shù)曲線(xiàn)，相比于其它隨機(jī)分析方法，具有精確解答性，而且在計(jì)算效率上也得到大大提高。介紹了基于等價(jià)極值事件的結(jié)構(gòu)體系可靠性分析方法，并將等價(jià)極值事件的基本思想推廣應(yīng)用到復(fù)雜失效準(zhǔn)則下地下結(jié)構(gòu)的可靠性分析之中。