基于壽命周期成本理論的水工結構設計與維修計劃優(yōu)化.pdf

1、水利工程作為基礎產(chǎn)業(yè)為國民經(jīng)濟和社會穩(wěn)定發(fā)展發(fā)揮著巨大經(jīng)濟和社會效益。為了進一步開發(fā)水電能源、實現(xiàn)水資源的合理配置以及完善大江大河防洪減災體系，我國還需要修建大批水利水電工程。無論是對已建工程的維護管理，還是新建工程均需要龐大的社會資金投入。為了有效地利用和節(jié)約社會資金，工程修建及后期維修加固決策階段的成本分析與優(yōu)化是十分必要的。本文將壽命周期成本（LCC）理論應用于水利工程設計與維修管理領域，旨在以結構整個壽命周期內(nèi)的總成本最低為目標

2、，對設計方案和維修計劃進行優(yōu)化。本研究主要內(nèi)容如下： ⑴工程領域LCC理論的應用及實用分析模型研究。 ⑵提出了以結構可靠度為評價準則的水工結構劣化評價指標體系的建立方法，并首次提出將模糊可拓層次分析方法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型用于水工結構的劣化評價。 ⑶結構劣化過程的分析與預測是LCC優(yōu)化的基礎。由于結構所受外界環(huán)境、荷載及結構材料本身的不確定性，使得劣化過程具有一定的隨機性，因此，本文研究應用Markov過程和蒙特卡

3、羅模擬（MCS）方法對水工混凝土結構劣化進程進行分析和預測。 ⑷針對水工結構失效概率較小，采用模擬方法求失效概率計算量巨大的問題，首次提出了應用馬爾可夫鏈蒙特卡羅（MCMC）和子集（Subset）理論相結合的水工結構可靠度計算方法。該方法不僅可以模擬任意分布的隨機變量，而且通過抽樣過程的動態(tài)控制，在不降低模擬精度的前提下，可以大大減少隨機變量的抽樣次數(shù)。 ⑸建立了基于LCC分析的水工結構設計優(yōu)化模型，并利用粒子群算法（P