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结构的非概率可靠性方法和概率可靠性方法的比较 被引量:38
1
作者 郭书祥 吕震宙 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期107-110,共4页
对文 [8 ]中提出的非概率可靠性方法和广泛使用的传统的概率可靠性方法 ,在建模思想、模型结构和基于可靠性的结构优化设计等方面进行了比较研究。进一步阐释了有关概念。得到了一些有益的结论。说明了非概率可靠性方法的有效性和实用... 对文 [8 ]中提出的非概率可靠性方法和广泛使用的传统的概率可靠性方法 ,在建模思想、模型结构和基于可靠性的结构优化设计等方面进行了比较研究。进一步阐释了有关概念。得到了一些有益的结论。说明了非概率可靠性方法的有效性和实用性。由于非概率可靠性模型对已知数据的要求较低 ,计算过程较为简便 ,从而可使结构可靠性分析和设计中获取数据的难度大大降低。并有效降低计算工作量。在所掌握的原始数据较少的情况下 ,非概率可靠性方法为结构的可靠性计算提供了一种较好的选择。 展开更多
关键词 非概率可靠性 结构可靠性 优化设计 概率可靠性 比较研究 结构力学
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基于凸模型的结构非概率可靠性优化 被引量:41
2
作者 亢战 罗阳军 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期807-815,共9页
基于不确定性的凸模型描述,研究考虑非概率可靠性指标约束的结构优化问题.该优化模型是一个内层优化为极小极大问题的嵌套优化模型.为了有效地求解该模型,提出了一种基于目标性能的优化方法,通过寻找目标性能点来判断约束的满足情况,... 基于不确定性的凸模型描述,研究考虑非概率可靠性指标约束的结构优化问题.该优化模型是一个内层优化为极小极大问题的嵌套优化模型.为了有效地求解该模型,提出了一种基于目标性能的优化方法,通过寻找目标性能点来判断约束的满足情况,从而避免直接计算以极小极大(min-max)问题定义的非概率可靠性指标.提出的数值方法可处理材料、几何及载荷等不确定性参数,并且目标性能值的灵敏度计算公式简便,算法稳定.数值算例验证了所提出方法的正确性,也表明算法比文献中已有方法更为有效. 展开更多
关键词 结构优化 凸模型 非概率可靠性 灵敏度分析 目标性能方法
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结构体系的非概率可靠性分析方法 被引量:32
3
作者 郭书祥 吕震宙 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期332-335,共4页
结构体系的可靠性与结构的失效模式有关。在非概率条件下 ,结构体系的可靠性取决于非概率可靠性指标最小的最危险失效模式。最危险失效模式的识别及相应极限状态方程的建立是结构体系非概率可靠性计算的关键问题。文中考虑了结构参数及... 结构体系的可靠性与结构的失效模式有关。在非概率条件下 ,结构体系的可靠性取决于非概率可靠性指标最小的最危险失效模式。最危险失效模式的识别及相应极限状态方程的建立是结构体系非概率可靠性计算的关键问题。文中考虑了结构参数及强度、外载荷等参量的不确定性 ,基于随机可靠性方法中常用的优化准则法 ,提出了非概率结构体系主要失效模式的枚举准则。可在只需枚举出少量主要失效模式的情况下 ,不漏掉最危险失效模式。并提出用区间增量载荷法生成主要失效模式的极限状态方程。算例分析表明文中方法是实用和有效的。 展开更多
关键词 结构体系 非概率可靠性 体系可靠性 最危险失效模式 结构可靠性 工程结构
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基于非概率可靠性的结构优化设计研究 被引量:23
4
作者 曹鸿钧 段宝岩 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期381-385,共5页
基于不确定参量的凸集合描述,研究了考虑非概率可靠性约束时,结构优化设计模型的求解问题。由于非概率可靠性指标是用一个极小极大模型来定义的,故以该指标作为设计约束,将得到一个嵌套的二级优化模型。为了求解该模型,提出了一种序列... 基于不确定参量的凸集合描述,研究了考虑非概率可靠性约束时,结构优化设计模型的求解问题。由于非概率可靠性指标是用一个极小极大模型来定义的,故以该指标作为设计约束,将得到一个嵌套的二级优化模型。为了求解该模型,提出了一种序列线性化的计算方法。利用非概率可靠性分析的拉格朗日乘子,逐步构造可靠性指标的一阶近似,通过序列线性规划法求解二级优化问题。该算法可用于区间变量和超椭球凸集模型并存的情形,具有较好的适用性。论文给出了主要的敏度计算公式,并通过简单算例对所提算法进行了验证。 展开更多
关键词 结构优化设计 非概率可靠性 超椭球凸集合 区间变量
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基于区间变量的响应面可靠性分析方法 被引量:21
5
作者 苏永华 何满潮 +1 位作者 赵明华 刘晓明 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1408-1413,共6页
通过对响应面方法、区间变量和地下结构不确定性特点的研究发现:(1)响应面方法在具有不确定性结构的静力响应分析中具有相当高的准确性;(2)地下岩体结构物理、力学参数及力学响应的不确定性特征非常适合通过区间数进行表达,但结构功能... 通过对响应面方法、区间变量和地下结构不确定性特点的研究发现:(1)响应面方法在具有不确定性结构的静力响应分析中具有相当高的准确性;(2)地下岩体结构物理、力学参数及力学响应的不确定性特征非常适合通过区间数进行表达,但结构功能函数解析表达式往往很难直接求出。因此,对基于数理统计特征的响应面方法进行了改进,提出了基于区间变量的响应面函数形式选取,试验设计方法及函数解析式的拟合程序。在此基础上,根据函数中自变量的特点,研究了区间变量函数值域区间的求解方法。其中结合响应面函数形式,重点研究了同一自变量多次出现的函数形式的值域求解方法和具体计算程序。从而形成了完整的基于区间变量的响应面非概率可靠性分析方法,利用该方法分析了某一工程实例,展示了其有效性和可行性。 展开更多
关键词 区间变量 响应面方法 正交试验 区间分析 非概率可靠性
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桁架结构非概率可靠性拓扑优化 被引量:22
6
作者 亢战 罗阳军 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期589-594,共6页
考虑非概率可靠性的拓扑优化对于非确定参数和荷载条件下结构的概念设计具有重要意义,有关研究国内外少见报道。本文利用凸模型理论,考虑优化迭代过程的需要,提出改进的非概率可靠性指标的定义,并针对桁架结构拓扑优化设计问题建立了以... 考虑非概率可靠性的拓扑优化对于非确定参数和荷载条件下结构的概念设计具有重要意义,有关研究国内外少见报道。本文利用凸模型理论,考虑优化迭代过程的需要,提出改进的非概率可靠性指标的定义,并针对桁架结构拓扑优化设计问题建立了以杆件截面积为设计变量、结构重量极小化为目标、具有非概率可靠性指标约束的广义尺寸优化数学模型。本文指出,考虑桁架结构参数的不确定性的条件下所得到的最优杆件布局与确定性优化所得到的结果可能有显著不同。对文中提出的数学模型,采用数学规划算法求解,数值算例结果令人满意。本文工作表明了桁架结构非概率可靠性拓扑优化设计的可行性和所提出算法的有效性。 展开更多
关键词 拓扑优化 桁架 凸模型 非概率可靠性
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连续体结构非概率可靠性拓扑优化 被引量:18
7
作者 罗阳军 亢战 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期125-131,共7页
基于非概率可靠性指标的定义,考虑材料、几何及荷载大小的不确定性,提出以结构体积最小化为目标、具有位移非概率可靠性约束的三维连续体拓扑优化数学模型.采用目标性能方法对优化模型进行转换,给出目标性能值的伴随法灵敏度分析算法,... 基于非概率可靠性指标的定义,考虑材料、几何及荷载大小的不确定性,提出以结构体积最小化为目标、具有位移非概率可靠性约束的三维连续体拓扑优化数学模型.采用目标性能方法对优化模型进行转换,给出目标性能值的伴随法灵敏度分析算法,利用数学规划法实现优化问题的求解.数值算例验证了所提出优化模型的正确性及算法的有效性,并指出相对于确定性优化而言,非概率可靠性拓扑优化能够给出在考虑不确定参数和荷载条件下更合理的材料分布. 展开更多
关键词 非概率可靠性 拓扑优化 凸模型 伴随法
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非随机过程的地震激励下埋地压力管道的非概率可靠性分析 被引量:16
8
作者 张鹏 王艺环 秦国晋 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期134-141,共8页
在地震工程中,利用传统的随机过程模型来建立动态不确定荷载的随机过程模型,需要大量的时间历程实验样本。基于地震记录因受成本或实际因素限制导致的样本贫乏,且传统的随机过程的求解计算量巨大,提出了以非概率的集合理论凸方法为理论... 在地震工程中,利用传统的随机过程模型来建立动态不确定荷载的随机过程模型,需要大量的时间历程实验样本。基于地震记录因受成本或实际因素限制导致的样本贫乏,且传统的随机过程的求解计算量巨大,提出了以非概率的集合理论凸方法为理论基础的非随机过程,以解决实际工程对地震荷载随机过程函数分布形式的灵敏问题;针对实际地震荷载的非平稳性随机性特征,结合区间模型和强度包络函数,建立了区间非平稳地震荷载模型;根据地面运动的时域非平稳特征,结合非随机过程振动理论,推导了埋地管道的动力响应;为了求解出的埋地管道在内压作用下的管道强度,采用了von-Mises第四强度理论,建立了非随机过程地震荷载下的埋地压力管道动力响应式;根据理论分析出的简化公式,结合非概率可靠性理论,针对某成品油管道进行了非概率可靠性实例分析。研究结果表明:在小样本情况下,利用凸模型理论可处理荷载的时变不确定性,可进行结构的非概率可靠性分析;这对只有小样本的实际工程的抗震可靠性分析具有指导作用,对建立地震激励下的结构的响应设计体系研究具有积极意义。 展开更多
关键词 非随机过程 非随机振动 非概率可靠性 地震 埋地压力管道
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基于区间分析的结构非概率可靠性优化设计 被引量:16
9
作者 祁武超 邱志平 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2013年第1期85-93,共9页
将结构体系及其所处复杂环境中的不确定参数描述为区间变量,在区间可靠性分析方法的基础上,发展出一种结构非概率可靠性优化模型,可给出满足一定可靠性要求的优化设计方案.结构非概率可靠性优化过程包含两个层面,外层根据问题特征选用... 将结构体系及其所处复杂环境中的不确定参数描述为区间变量,在区间可靠性分析方法的基础上,发展出一种结构非概率可靠性优化模型,可给出满足一定可靠性要求的优化设计方案.结构非概率可靠性优化过程包含两个层面,外层根据问题特征选用不同的全局寻优能力较强的优化算法,内层根据响应对不确定性量的敏感程度可使用基于Taylor展开的区间分析方法和配点型区间分析方法代替优化过程以评估结构响应的上界和下界.这种优化方式既避免了两层嵌套优化,极大的降低了优化过程的计算量,又可充分利用现有成熟的优化算法,程序的可移植性强.模型中使用改进的两种不同的区间可靠性模型,分别为基于区间能度方法的"1公式模型"和基于图表法的"2公式模型",实用性强.文中的两个数值算例表明了本文所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 不确定性 区间分析 非概率可靠性 优化设计
原文传递
桩端下伏溶洞顶板稳定非概率可靠性分析方法 被引量:16
10
作者 龚先兵 赵明华 张永杰 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期13-17,共5页
针对桩端下伏溶洞顶板稳定性分析中所具有的不确定性,采用区间数表示计算参数不确定性取值,并综合运用区间数学理论、岩体质量分类指标RMR以及Hoek-Brown经验强度准则建立参数区间数确定方法.在现有研究基础上建立同时考虑抗冲切、抗剪... 针对桩端下伏溶洞顶板稳定性分析中所具有的不确定性,采用区间数表示计算参数不确定性取值,并综合运用区间数学理论、岩体质量分类指标RMR以及Hoek-Brown经验强度准则建立参数区间数确定方法.在现有研究基础上建立同时考虑抗冲切、抗剪与抗弯作用的桩端下伏溶洞顶板极限平衡分析模型.在探讨功能函数的合理确定方法基础上,采用非概率可靠性理论建立桩端下伏溶洞顶板稳定非概率可靠性分析方法.通过工程实例分析表明了该方法的合理性与可行性,其为桩端下伏溶洞顶板稳定性分析与评价提供了一种新的不确定性分析方法. 展开更多
关键词 岩土工程 岩溶 基桩 区间数 非概率可靠性
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地下硐室节理岩体区间非概率可靠性分析方法及应用 被引量:15
11
作者 董陇军 李夕兵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1007-1013,共7页
首先提出采用区间值表示岩体力学参数取值,以反映参数取值的不确定性特征,并根据参数取值特性建立出相应参数的区间值确定方法;其次,综合考虑地下硐室地质条件及其裂隙较多的特点,采用适合于裂隙岩体稳定性分析的块体理论,在研究围岩稳... 首先提出采用区间值表示岩体力学参数取值,以反映参数取值的不确定性特征,并根据参数取值特性建立出相应参数的区间值确定方法;其次,综合考虑地下硐室地质条件及其裂隙较多的特点,采用适合于裂隙岩体稳定性分析的块体理论,在研究围岩稳定性进行分析的基础之上建立地下硐室节理岩体的区间非概率可靠性分析模型;然后,运用区间理论与一维优化算法求解非概率可靠性指标,并采用可靠性评价准则对地下硐室岩体稳定性进行综合评价。由于需考虑的裂隙多而导致计算量较大,因此分析方法采用了可实现程序化的矢量分析法,应用数值软件MATLAB编制计算程序。该程序通过输入结构面产状,力学参数等工程数据,依次分析各关键块体,得到滑动方向、区间可靠度等相关信息,从而为地下硐室群的开挖施工提供指导。 展开更多
关键词 地下硐室 块体理论 关键块体 节理岩体 区间参数 区间非概率可靠性
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非概率可靠性指标的区间计算方法 被引量:12
12
作者 吴莹 杨成永 徐明新 《四川建筑科学研究》 北大核心 2007年第2期45-50,共6页
基于区间模型,探讨了非概率可靠性度量及分析方法,为结构的可靠性计算提供了一种可能的选择,并介绍了区间变量的概念和一般运算规则,然后,根据不同情况给出了计算非概率可靠性指标的5种区间计算方法。
关键词 非概率 结构可靠度 区间计算
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机械静强度可靠性设计的非概率方法 被引量:9
13
作者 郭书祥 吕震宙 冯元生 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2000年第z1期106-107,共2页
将可限界不确定参量作为区间变量,针对概率可靠性模型的一些局限性,提出一 种机械零部件静强度的非概率可靠性设计方法。该方法和概率可靠性设计具有一定 的类比性,运算简便,且对原始数据要求低。研究表明:该设计方法是实用和可行的。
关键词 概率 非概率 区间变量 可靠性
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基于凸模型的结构非概率可靠性指标及其求解方法研究 被引量:10
14
作者 罗阳军 亢战 Alex Li 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期646-654,共9页
当不确定性信息量不足以精确确定概率模型时,基于凸模型的非概率可靠性理论为工程结构安全性提供一种有效的评估方法.论文基于材料、几何及荷载大小等不确定性因素扰动界限的多椭球模型描述,运用标准化变换和标准空间广义无穷范数度量,... 当不确定性信息量不足以精确确定概率模型时,基于凸模型的非概率可靠性理论为工程结构安全性提供一种有效的评估方法.论文基于材料、几何及荷载大小等不确定性因素扰动界限的多椭球模型描述,运用标准化变换和标准空间广义无穷范数度量,给出定义非概率可靠性指标的极小极大优化数学模型.该非概率可靠性指标可理解为结构所能容许的参数不确定范围与实际不确定范围的相对"长度"比值.通过对极限状态方程的线性化近似,推导优化问题的显式迭代公式,实现非概率可靠性指标的简便求解.数值算例验证了论文迭代算法的正确性和有效性. 展开更多
关键词 多椭球模型 非概率 广义无穷范数 可靠性指标 迭代算法
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结构安全系数和非概率可靠性度量研究 被引量:10
15
作者 乔心州 仇原鹰 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期916-920,共5页
研究了用区间变量描述不确定参数时,结构安全系数和非概率可靠性度量及其相互关系.讨论了中心、非概率及区间三种安全系数的关系.对可靠性指标、集合可靠度两种非概率可靠性度量进行了对比分析.最后建立了安全系数和非概率可靠性度量的... 研究了用区间变量描述不确定参数时,结构安全系数和非概率可靠性度量及其相互关系.讨论了中心、非概率及区间三种安全系数的关系.对可靠性指标、集合可靠度两种非概率可靠性度量进行了对比分析.最后建立了安全系数和非概率可靠性度量的函数关系.研究结果拓展了结构非概率设计理论. 展开更多
关键词 安全系数 非概率可靠性 可靠性指标 集合可靠度 区间变量
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凸集模型非概率可靠性在桥梁评估中的应用 被引量:8
16
作者 陈旭勇 樊建平 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期120-123,共4页
根据在役桥梁的作用效应区间特点,引入凸集模型非概率可靠性理论方法,在非概率可靠性指标常用的3种求解方法(即定义法、转化法和优化法)的基础上,对基于区间变量的在役桥梁非概率可靠性评估进行了研究.考虑检测手段的局限性,存在难以获... 根据在役桥梁的作用效应区间特点,引入凸集模型非概率可靠性理论方法,在非概率可靠性指标常用的3种求解方法(即定义法、转化法和优化法)的基础上,对基于区间变量的在役桥梁非概率可靠性评估进行了研究.考虑检测手段的局限性,存在难以获取在役桥梁概率模型中的全部统计参数的问题,给出了在役桥梁非概率可靠性评估方法的一般步骤,并对一座实桥分别进行了概率和非概率的可靠性评估,同时进行了时变可靠性分析和寿命预测.研究结果表明,在原始数据不充分情况下,对在役桥梁进行非概率可靠性评估是可行的和合理的. 展开更多
关键词 桥梁 可靠性分析 评估 凸集模型 非概率可靠性 区间变量
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基于Kriging模型的充液管道共振非概率可靠性分析 被引量:10
17
作者 张屹尚 刘永寿 +1 位作者 赵彬 岳珠峰 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期117-123,共7页
为解决传统概率可靠性在解决流固耦合问题方面的不足,研究了结构不确定参量用超椭球凸集模型和区间变量共同描述下的非概率共振可靠性问题。针对隐式极限状态函数难以求解的问题,引入Kriging模型和超立方抽样技术应用于非概率可靠性分... 为解决传统概率可靠性在解决流固耦合问题方面的不足,研究了结构不确定参量用超椭球凸集模型和区间变量共同描述下的非概率共振可靠性问题。针对隐式极限状态函数难以求解的问题,引入Kriging模型和超立方抽样技术应用于非概率可靠性分析。该方法用Kriging模型作为近似模型描述原结构,并在计算过程中不断更新近似模型。考虑管道与液体之间的耦合作用,利用有限元软件对所建立的简单管道系统进行模态计算并且结合防共振理论进行充液管路系统的流固耦合振动非概率可靠性分析,用优化的方法计算可靠性指标。工程算例分析表明该方法的合理性,能完善流固耦合管道系统的防共振可靠性分析方法与理论。 展开更多
关键词 非概率可靠性 充液管道 流固耦合 共振可靠度 KRIGING模型
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基于非概率可靠度理论的拱坝安全度评价 被引量:10
18
作者 夏雨 张仲卿 +3 位作者 赵小莲 周满元 黄福来 王大伟 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2010年第3期79-83,共5页
传统可靠性方法利用概率论和模糊理论处理结构不确定因素.应用非概率凸集模型处理结构的不确定性,结合有限元分析,通过结构材料不确定参数的区间运算,得到坝体单元的非概率可靠度指标.考虑坝体初始开裂位置的随机性,根据非概率可靠度指... 传统可靠性方法利用概率论和模糊理论处理结构不确定因素.应用非概率凸集模型处理结构的不确定性,结合有限元分析,通过结构材料不确定参数的区间运算,得到坝体单元的非概率可靠度指标.考虑坝体初始开裂位置的随机性,根据非概率可靠度指标最小单元依次破坏的准则来搜索拱坝所有可能的失效模式,得出各种可能失效模式下拱坝非概率可靠度指标的最小值即为拱坝的非概率可靠度.综合拱坝各种失效模式可以更合理准确地评价拱坝的安全度. 展开更多
关键词 凸集模型 非概率 结构可靠性 区间运算 拱坝
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基于支持向量回归机的结构非概率可靠性分析 被引量:8
19
作者 孙文彩 杨自春 李昆锋 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期29-32,共4页
将支持向量机回归技术引入隐式极限状态结构的非概率可靠性分析,基于未确知信息的分段均布描述模型,设计了训练样本抽取策略.为了统一样本尺度,根据分段均布模型与标准化区间均布模型的双射关系,将基本变量区域中的样本数据转化成标准... 将支持向量机回归技术引入隐式极限状态结构的非概率可靠性分析,基于未确知信息的分段均布描述模型,设计了训练样本抽取策略.为了统一样本尺度,根据分段均布模型与标准化区间均布模型的双射关系,将基本变量区域中的样本数据转化成标准区间变量域中的样本数据,保证了支持向量机训练的稳定性.给出了SVR预测模型算法,并实现了在标准化区间变量域中直接抽取训练、测试及预测样本,使得样本抽取和蒙特卡罗模拟计算更便于实现.通过算例对方法的精度和可行性进行了验证,结果表明:该方法可解决隐式极限状态结构的非概率可靠性分析问题,且应用简便. 展开更多
关键词 可靠性分析 结构可靠性 支持向量回归机 蒙特卡罗 隐式极限状态 非概率可靠性
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基于Info-Gap理论的地下结构稳健性分析方法 被引量:9
20
作者 苏永华 李翔 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期227-233,共7页
围绕基于Information-Gap(I-G)理论的地下结构稳健性方法展开研究。首先,根据地下结构输出响应模型中不确定参量可能的取值范围及不同波动幅度对结构安全性能的影响,采用I-G模型量化处理不确定参量;其次,通过地下结构失效准则确立输出... 围绕基于Information-Gap(I-G)理论的地下结构稳健性方法展开研究。首先,根据地下结构输出响应模型中不确定参量可能的取值范围及不同波动幅度对结构安全性能的影响,采用I-G模型量化处理不确定参量;其次,通过地下结构失效准则确立输出模型响应值与临界值之间的关系,由此构建稳健函数,并将结构发生失效前能够容许的不确定参量之最大波动幅度值定义为稳健可靠性指标来度量地下结构的可靠程度,从而形成了基于I-G理论的地下结构稳健性分析方法。最后,以某隧道衬砌稳健性分析为例,详细展示了地下结构稳健性分析的具体实施流程。工程算例表明,稳健可靠性指标反映了结构性能主动抵抗不确定性参量变化的能力。稳健性方法为不易得到不确定性因素足够信息的地下结构可靠性分析开辟了一条新途径。 展开更多
关键词 地下结构 不确定性分析 Information-Gap模型 稳健函数 稳健可靠度指标 非概率可靠性
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