改進kriging模型及其在隧道圍巖穩(wěn)定可靠度計算中的應用.pdf

1、在實際的工程問題可靠性計算中，大多數(shù)情況下狀態(tài)函數(shù)與基本隨機變量之間的顯示函數(shù)關系是不存在或者關系較為復雜，這時可以應用數(shù)值模擬的方法來計算結構的失效概率，但往往模擬計算的工作量相當巨大。為了解決這一困難，數(shù)學理論上提出了采用響應模型來近似模擬結構的狀態(tài)函數(shù)的辦法。20世紀90年代，C.C Bucher等人先后提出用二次多項式來近似確定極限狀態(tài)方程的響應面法，此方法的基本思想是假定一個包括一些未知參數(shù)的狀態(tài)函數(shù)與基本隨機變量之間的解析表

2、達式，然后用插值計算的方法來確定表達式中的未知參數(shù)。由于響應面法的精度是由表達式的形式與插值點的位置來確定的，因此，這兩方面的問題就成為了各學科學者們研究的主要問題。
　　 當前，構造響應模型的主流方法有：響應曲面法、泰勒級數(shù)法、支持向量機等。但長期以來kriging模型在結構可靠性的計算方面并沒有得到人們的足夠重視，kriging模型由一個參數(shù)化的過程與一個非參數(shù)化的隨機過程組成，在預測方面具有較強的優(yōu)勢。
　　 本文

3、首先通過多個數(shù)值算例分析了JC法及響應面法計算可靠度指標存在的各種問題，探討了kriging模型在可靠度指標計算中的應用；其次研究了現(xiàn)有的各種試驗設計方法，探討并使用了最佳一致Hammersly點集構建試驗設計訓練樣本點的辦法，研究了幾種主流試驗設計在構建kriging模型及RSM的精度誤差；第三針對kriging模型參數(shù)確定方法的局限性，采用遺傳算法確定相關模型參數(shù)，構造最優(yōu)的kriging模型，并用該最優(yōu)模型應用于可靠度指標分析極限

4、功能函數(shù)kriging響應模型的構造。
　　 針對地下工程穩(wěn)定性分析問題，首先分析了隧道圍巖設計計算及穩(wěn)定性分析的主要特性，研究了Hoke-Brown、C.Carranza-Torres等人在采用廣義Hoke-Brown強度準則分析洞室設計計算及穩(wěn)定性分析方面的成果，對C.Carranza-Torres開發(fā)的電子表格化的缺陷進行了研究，開發(fā)了基于Matlab語言的能被廣泛應用于洞室設計計算、穩(wěn)定性分析應用程序；其次研究了巖土力學