重力坝坝基稳定模糊可靠度方法研究

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在我国对于重力坝坝基抗滑稳定分析的计算方法一般以刚体极限平衡法为基础的分项系数法,随着对安全系数的研究深入,对于复杂坝基的高坝也会使用有限元法进行坝体的应力应变分析,从而分析坝基的抗滑稳定。然而参考工程实际情况,这些方法都没有全面考虑影响坝基失稳的全部因素,其假设虽然简化了计算方法,但是并不符合实际,具有较大的局限性。本文在经典可靠度计算分析方法的基础上,结合模糊数学的模糊理论,考虑各类参数的模糊性以及功能函数的模糊性,尽力提出符合实际工程的重力坝模糊随机可靠度分析方法以期更加深入的研究实际工程问题,提升对重力坝坝基稳定分析更符合实际的认识。本论文的主要内容为:首先简要分析了重力坝抗滑稳定计算中的几种常见方法的利弊,并给出了刚体极限平衡法、有限元法等的原理与发展。其次是对可靠度方法进行系统的归纳总结,明确了模糊随机可靠度需要建立在经典随机可靠度上的基本思想。因此更加详细的介绍了结构可靠度的基本概念以及运用较广的中心点法、改进的一次二阶矩法和蒙特卡洛法等。结合模糊集合理论,根据重力坝工程实际情况,选择适当的模糊变量及失效准则的模糊性,构造出了重力坝抗滑稳定模糊随机可靠度计算模型。针对基本变量模糊性无法进行经典可靠度分析方法计算的问题,使用当量概率密度法,将模糊变量转变为随机变量,并给出推导过程。结合工程实例,检验了模糊随机可靠度计算结果精度,得到了其与蒙特卡洛法计算的结果近似。在处理失效准则的模糊性时,引入模糊约束条件的水平截集表示。论文研究是在经典可靠度理论上考虑了实际工程中的模糊性,并把模糊性和随机变量进行转化,为重力坝抗滑稳定计算方法提供一些浅显的研究思路。通过重力坝坝基稳定分析算例和工程实例,对坝基稳定模糊可靠度理论进行了详细论述与工程应用分析,详细论证了模糊随机可靠度的合理性,得到了对实际工程问题有益的研究结论。
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