基于响应面法的基坑支护结构稳定性可靠度分析开题报告

 2022-02-17 21:17:29

1. 研究目的与意义

地质条件的复杂性与岩土材料的非均质性使得岩土工程问题本身具有较强的随机性和模糊性,传统设计中以评价基坑稳定性的方法存在不可避免的缺陷,将不确定性分析引入基坑工程稳定性问题的研究是一种必然趋势。根据结构可靠度等相关理论,考虑到变量的随机性和变异性,可以用概率来度量结构的的可靠性,具体计算方法有一次二阶矩法、响应面法、蒙特卡洛法等。对于某些复杂结构由于其功能函数无法用显性的解析式表达,故而采用响应面法通过一系列确定性分析拟合一个响应面以模拟真实的极限状态函数,从而完成可靠度的分析计算。本课题通过对基坑工程稳定性以及结构可靠度和响应面法相关理论的学习,对一个基坑工程实例采用响应面法计算其稳定可靠度、并与工程实例相比较,从中总结相关经验和结论。

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2. 研究内容和预期目标

可靠度分析:结构可靠度是在规定的时间和条件下,工程结构完成预定功能的概率,它是工程结构可靠性的概率度量。为了保证结构的安全、适用和经济,在设计时需要进行结构可靠度分析。极限状态:结构可靠度分析建立的结构可靠与不可靠的界限,称为极限状态。我国将极限状态分为承载能力极限状态(包括条件极限状态)和正常使用极限状态两类。承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形;正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值;条件极限状态也称破坏-安全极限状态,对应于已局部出现破坏的结构的最大承载能力。基坑支护结构失稳模式:倾覆破坏,坑底隆起,丧失整体稳定性

3. 研究的方法与步骤

计算结构可靠度, 如果功能函数已知, 即为显示功能函数, 可采用一次二阶矩法。在实际工程中的结构构造非常复杂, 既使对其进行确定性分析,都需要借助于有限元等数值分析工具。在这种情况下进行结构可靠度分析时, 常不能给出功能函数的明确表达式。这一类问题, 可采用蒙卡罗结合有限元法、随机有限元法及响应面法[1 ]进行求解。其中, 响应面法是选用一个适当的、可以明确表达的函数来近似代替不能明确表达的函数, 即通过一系列有限元数值计算拟合一个响应面以代替未知的、真实的极限状态曲面。其优点是可以直接利用已经广泛应用的确定性有限元分析程序, 因其思路清晰, 编程方便, 在实际工程中得到广泛应用。

4. 参考文献

1.廖瑛.基坑支护结构的稳定可靠度研究[J].工业建筑,2004,34(1):54-56.2.付兵先,唐飞,赵峰.岩土参数相关性的地基承载力模糊可靠性分析[J].岩土工程技术,2006,20(1):45-47.3.朱红霞,闫澍旺.随机场理论在抗剪强度指标统计中的应用[J].岩石力学与工程学报,2008,27(增1):3040-30464.范明桥,盛金保.土强度指标φ、c的互相关性[J].岩土工程学报,1997,19(4):100-104.5.高大钊. 地基土力学性质指标的可靠性分析与取值. 同济大学学报, 1985( 4)6.曹净等.基于响应面法的基坑支护可靠度优化[J].控制工程2017(9)7.彭振斌等.基于Bishop条分法的边坡可靠度应用研究 [J].中南大学学报(自然科学版)2010(4)8.谭晓慧等.模糊响应面法及其在边坡稳定可靠度分析中的应用[J].中国科学技术大学学报2011(3)9.高军利等.结构系统可靠度分析方法及其实现[J].工业建筑2008(38)增刊10.余大胜,康海贵.响应面法计算结构可靠度的回顾. 工业建筑2006(36)增刊11.胡冉,李典庆,周创兵,陈益峰.基于随机响应面法的结构可靠度分析. 工程力学,2010,27(9); 192-200.12.桂劲松,康海贵.结构可靠度分析的响应面法及其Ma tlab 实现.计算力学学报,2004,21(6):683-687.13.刘国彬,沈建明,侯学渊.深基坑支护结构的可靠度分析.同济大学学报,1998,26(3):260-264.14.刘旭,廖瑛,孙雷江.相关变量情形下基坑支护结构抗倾覆稳定可靠度分析. 苏州科技学院学报. 2013.26(2):14-1815.高大钊. 地基土力学性质指标的可靠性分析与取值. 同济大学学报, 1985( 4)16.万志辉等.基于Monte Carlo法的深基坑支护结构可靠度研究.华东交通大学学报.2015.32(1):71-7717.曹净等.基于LS-SVM响应面法的基坑支护结构优化设计.昆明理工大学学报.2014.39(4):43-4718.张明.结构可靠度分析——方法与程序.科学出版社.19.孔德森,吴燕开.基坑金支护工程.工业出版社.20.Yanlin Zhao. Reliability Analysis of Stability of Foundation Pit Supported by Composite Soil Nailing. Advances in Building Materials, ICSBM 2011:2481-2487

5. 计划与进度安排

3月5日—3月25日 文献检索,提交开题报告3月26 日—4月15日 论文研究,提交外文翻译初稿4月16日—5月20日 论文研究,提交论文初稿5月21日—6月3日 论文修改,提交论文终稿6月4日—6月7日 答辩报告准备(PPT形式)6月4日—6月7日 答辩报告准备(PPT形式)

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