基于水平截集法的基坑稳定性模糊随机可靠性分析开题报告

1. 研究目的与意义

随着城市建设的发展，地下室空间在世界各大城市中得到开发利用。如高层建筑地下室、地下仓库、地下人防以及地下民用和工业设施等。在我国，地铁及高层建筑的兴建，产生了大量的基坑工程。如上海市内建造了大量高层建筑，基础的深度已经到达19.65m（金茂大厦，1995）；北京京城大厦的基础深度达到23.76m；还有全国各大城市的地下轨交系统。地质条件的复杂性与岩土材料的非均质性使得基坑工程稳定性问题具有较强的随机性与模糊性等不确定特点，而每一起地下工程事故造成的破坏是无法轻易承受的，所以开展对基坑工程的稳定性的研究是十分必要的。

2. 研究内容和预期目标

在基坑的稳定性分析中，常常采用定值设计法，即用抗力效应与荷载效应的比值作为安全系数来度量基坑的稳定性。由于该法忽略了计算所用参数的随机性、计算模式的不确定性，因而其计算所得的安全系数本身也具有随机性和变异性，它并不能真正反应基坑的稳定程度。传统的定值设计法以安全系数K=1为一条明确的分界线，将基坑划分为稳定和失稳，但实际上K=1在数学上表示基坑稳定或失稳的概率均为50%，故而在基坑的稳定和失稳之间存在着一个渐变的模糊区域，K1未必表示稳定，K1也未必表示失稳，对基坑的稳定性分析应该同时兼顾随机性与模糊性的研究，所以采用计算模糊可靠度来衡量基坑工程的稳定性。模糊可靠度的计算方法主要有两种，第一种是结合模糊随机变量的概率密度函数及隶属函数通过积分的办法计算得到；第二种是基于水平截集法将事件由模糊集合转化为一系列置信水平介于[0，1]之间的普通集合，再按照结构可靠度理论计算得到可靠度的上、下限。本论文基于第二种模糊可靠度的计算理论，研究一个具体的基坑工程实例的稳定性模糊随机计算方法，并进而对基坑工程的稳定性作出定量评判，从中总结相关有益结论为工程实际提供一定的理论参考依据。

3. 研究的方法与步骤

基于水平截集法将事件由模糊集合转化为一系列置信水平介于[0，1]之间的普通集合，再按照结构可靠度理论计算得到可靠度的上、下限。

建立基坑功能函数 z=g(x)=g(x₁，x₂,……，x_n) 其中x为基本状态变量

认为z=g(x)0为安全状态 z=g(x)= 0为极限状态 z=g(x) 0为破坏状态

4. 参考文献

1. 曹文贵等.基于区间截断法的地下结构模糊能度可靠性模型研究[j].岩土工程学报2007.29(110):1455-1459

2. 谭晓惠等.模糊响应面法及其在边坡稳定可靠度分析中的应用[j].中国科技技术大学学报2011.41(3):233-237

3. 贾厚华等.边坡稳定模糊随机可靠度分析[j].岩土力学 2003.24(4):657-660

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   5. 计划与进度安排

   [1].3月18日—3月24日 文献检索，提交开题报告

   [2].3月25 日—4月7日 论文研究，提交外文翻译初稿

   [3].4月8日—5月19日 论文研究，提交论文初稿

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