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《河海大学》 2006年
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区间分析理论及其在边坡工程中的应用

喻和平  
【摘要】:岩土体本身是一个高度复杂的不确定和不确知系统,人们对其认识存在一定的模糊性和局限性,材料参数、本构模型、计算荷载、计算边界条件(地应力等)和量测的位移和应力等无法准确确定。不确定性分析方法近年来一直是工程和研究中的一个重要课题。本文在全面回顾不确定性分析方法在工程领域研究进展的基础上,重点研究了区间分析技术在边坡工程领域中应用的可行性及有效性。主要工作内容如下: 1采用区间变量来表示工程中的不确定性量;对区间有限元方程的解法进行深入的研究,针对区间分析中计算结果的区间扩张问题,提出基于单元的区间参数摄动的方法来求解平面问题区间有限元方程;通过一计算实例,将原有的解法同提出的方法进行比较。表明了基于单元的区间参数摄动法的简便有效性。 2从弹性力学的基本方程式入手,利用最小区间位能原理建立了考虑多参数不确定性的区间有限元控制方程。将岩土工程中反映岩土应力应变关系的本构模型与区间有限元相结合,由区间参数推导出区间单元刚度矩阵和区间单元荷载向量,并在此基础上导出区间有限元问题的数学描述。在考虑单元刚度矩阵和单元载荷向量的各元素之间相互关联的情况下,采用基于单元的参数摄动方法计算单元刚度矩阵和单元载荷向量的不确定量,然后集合成整体刚度矩阵和整体载荷向量,最后求出位移、应力的区间值。 3在计算出节点的位移和应力的基础上,采用优化方法寻找边坡的最危险滑裂面。将边坡的材料参数用区间数表示,基于有限元方法计算边坡稳定安全系数的定义,推导了基于区间有限元方法的边坡稳定安全系数的计算公式,计算结果为一区间值。 4通过对边坡刚体极限平衡分析中的不确定性因素的分析,提出了一种使用区间理论和刚体极限平衡方法相结合的方法来计算工程边坡稳定性的新方法。推导了基于区间理论的边坡极限平衡方法的安全系数的计算公式,提出了基于试验资料的边坡稳定性的区间评价指标。 5采用神经网络方法来模拟产生初始地应力场的边界荷载,并将区间数引入神经网络方法中,建立了区间神经网络分析方法,用来解决初始地应力场的不确定性问题。 6考虑到神经网络分析方法在实际应用中的不足,提出了模拟退火法和区间神经网络方法相结合,可克服神经网络在搜索中易陷于局部小的缺点。并将其用来求解边坡工程反问题。 7建立了边坡工程力学参数的区间位移反分析模型。建立了初始地应力场的
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU43

【引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 赵志峰;徐卫亚;;考虑计算参数不确定性的边坡稳定分析[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(上册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 周立明;不确定性结构的无网格伽辽金法研究[D];吉林大学;2011年
2 陈旭勇;基于非概率理论模型的在役RC桥梁可靠性研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 于生飞;基于区间不确定方法的边坡稳定性分析及非概率可靠度评价研究[D];南京大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王成华,夏绪勇;边坡稳定分析中的临界滑动面搜索方法述评[J];四川建筑科学研究;2002年03期
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3 赵尚毅,时卫民,郑颖人;边坡稳定性分析的有限元法[J];地下空间;2001年S1期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 何建平;王新文;;某污水处理厂边坡稳定仿真分析[J];四川建筑科学研究;2009年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑颖人;;岩土材料的破坏与极限分析方法的发展[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
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5 刘昭清;雷震宇;陈虬;;基于模糊随机有限元的结构广义可靠性分析[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
6 刘正权;陈吉云;王晓军;邱志平;;某立式风洞收缩段及风扇叶片的位移区间分析[A];北京力学会第11届学术年会论文摘要集[C];2005年
7 顾笑冬;王晓军;邱志平;;具有不确定参数复合材料板动力响应的非概率区间分析法[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
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9 张美艳;韩平畴;唐国安;;固定Ritz基子结构灵敏度综合方法[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 邓楚键;唐晓松;郑颖人;吴相超;;载荷试验有限元数值模拟[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹学伟;基于大地测量资料的区域构造应力场反演及模型研究[D];山东科技大学;2010年
2 李洪奎;沂沭断裂带构造演化与金矿成矿作用研究[D];山东科技大学;2010年
3 张春玉;预应力空间网格结构优化理论及可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孙鹏飞;基于计算智能技术的蛋白质结构预测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 席本强;废弃矿山垃圾填埋场边坡稳定性及加固防渗研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 任高峰;露井联合开采作用边坡损害机理及控制研究[D];武汉理工大学;2010年
7 林东燕;闽西南地区晚古生代—三叠纪构造演化与铁多金属矿成矿规律研究[D];中国地质大学(北京);2011年
8 刘立鹏;锦屏二级水电站施工排水洞岩爆问题研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 蔡斌;钢筋混凝土结构可靠性若干问题研究[D];吉林大学;2011年
10 周立明;不确定性结构的无网格伽辽金法研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛志鹏;断层活化导致井巷破坏的数值模拟分析[D];河南理工大学;2010年
2 张泽;大台煤矿深部原岩应力场及岩爆地质力学成因分析[D];山东科技大学;2010年
3 李克建;济南燕翅山山体变形机理及治理研究[D];山东科技大学;2010年
4 翟永亮;地铁车站基坑桩撑支护体系m法设计参数研究[D];郑州大学;2010年
5 杨素娟;南水北调工程芳芝段开挖渠道边坡稳定敏感性分析[D];郑州大学;2010年
6 陈丽刚;基于ABAQUS渗流与应力耦合作用的边坡稳定性分析[D];郑州大学;2010年
7 蒋晓波;导管架平台的失效评估分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 刘秋明;基于解析法的大规模供电系统及电压骤降的可靠性评估[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 孙强;胜利煤田东二号露天矿边坡稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 姚勇;基于三维工程地质模型的边坡稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵尚毅,时卫民,郑颖人;边坡稳定性分析的有限元法[J];地下空间;2001年S1期
2 邱志平,顾元宪;有界不确定参数结构静力位移范围的区间参数摄动法[J];兵工学报;1998年03期
3 刘山洪,魏建东,杨永贤;用区间有限元计算桥梁结构荷载组合效应[J];重庆交通学院学报;2001年02期
4 刘立平,姜德义,郑硕才,雷进生,林登发;边坡稳定性分析方法的最新进展[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年03期
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7 任芳;;基于蒙特卡洛法的边坡可靠度分析[J];福建建设科技;2010年06期
8 许文达;基于蒙特卡洛—有限元法的边坡可靠度分析[J];福州大学学报(自然科学版);2004年01期
9 潘永坚;某跨海大桥主塔位工程边坡稳定性研究[J];工程地质学报;2004年04期
10 黄昌乾,丁恩保;边坡稳定性评价结果的表达与边坡稳定判据[J];工程地质学报;1997年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 孙晓燕;服役期及加固后的钢筋混凝土桥梁可靠性研究[D];大连理工大学;2004年
2 孙红月;含碎石粘性土滑坡的成因机理与防治对策[D];浙江大学;2005年
3 苏静波;工程结构不确定性区间分析方法及其应用研究[D];河海大学;2006年
4 江涛;结构系统非概率可靠性算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
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6 刘凯远;无网格局部Petrov-Galerkin方法在断裂力学中的应用[D];湖南大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 徐鹏飞;基于区间理论的基坑围护结构系统非概率可靠度研究[D];石家庄铁道大学;2011年
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3 汤丽华;粘弹性界面端及界面裂纹的奇异场[D];上海交通大学;2007年
4 刘玉玲;考虑抗力随时间变化的桥梁可靠度评估研究[D];合肥工业大学;2009年
5 郑慧淼;粘弹性界面端奇异行为[D];上海交通大学;2009年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 彭惠芬;区间B样条小波有限元在含裂纹结构及经典层合板中的应用[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈倩;在役桥梁非概率可靠度评估[D];华中科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王成华,夏绪勇;边坡稳定分析中的临界滑动面搜索方法述评[J];四川建筑科学研究;2002年03期
2 高玮,郑颖人;岩土工程非确定性反分析研究动态[J];地下空间;2000年02期
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4 刘保国,孙钧;岩体流变本构模型的辨识及其应用[J];北方交通大学学报;1998年04期
5 渠时勤,杨成渝;万县市区土体物理力学参数统计分布及其在边坡可靠度中的应用[J];重庆交通学院学报;1998年03期
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7 贡金鑫,赵国藩,赵尚传;大气环境下锈蚀对钢筋混凝土结构可靠度的影响[J];大连理工大学学报;2000年02期
8 佟晓利,赵国藩;改进的Rosenblueth方法及其在结构可靠度分析中应用[J];大连理工大学学报;1997年03期
9 刘天云,赵国藩;一种识别结构主要失效模式的有效算法[J];大连理工大学学报;1998年01期
10 刘天云,吕克顺,赵国藩;钢筋混凝土框架结构的可靠性分析[J];大连理工大学学报;1998年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陈斌;岩土工程随机反演分析及工程应用[D];河海大学;2001年
2 赵启林;力学仿真中的应变软化问题数模分析与神经计算力学研究[D];河海大学;2001年
3 贡金鑫;钢筋混凝土结构基于可靠度的耐久性分析[D];大连理工大学;1999年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 佘远国;沈成武;黄艳;;修正的迭代算法用于结构不确定性问题的静力区间分析[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2006年02期
2 朱增青;陈建军;李金平;刘国梁;;不确定结构区间分析的仿射算法[J];机械强度;2009年03期
3 吕震宙,冯蕴雯,岳珠峰;改进的区间截断法及基于区间分析的非概率可靠性分析方法[J];计算力学学报;2002年03期
4 戚蓝,崔溦,熊开智,黄晓东;灰色理论在地应力场分析中的应用[J];岩石力学与工程学报;2002年10期
5 王四巍;刘汉东;高丹盈;;南水北调玛柯河~阿柯河段地应力场分析研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期
6 苗菲;左春柽;李静;张银鹤;;区间优化的仿生算法研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2008年03期
7 郭均鹏;吴育华;;基于区间分析的项目经济评价[J];工业工程;2008年03期
8 陈满华;李达;;泥巴山深埋特长隧道高地应力场三维数值反演[J];路基工程;2009年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张杰;黄理兴;杨春和;;从现场声波测试结果分析地应力的一种途径[A];第三届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1992年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李敏;燃料油价格运行区间分析[N];期货日报;2004年
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3 忠言;沪胶第三浪涨势将提前结束[N];期货日报;2003年
4 萧竹;兰花科创:机构游资齐做多振华港机:基金吸筹游资抛[N];第一财经日报;2008年
5 忠言;无限风光在险峰[N];期货日报;2003年
6 忠言;期价涨升空间有限[N];期货日报;2003年
7 上海证券研发中心 蔡钧毅;60日均线压力大[N];证券时报;2006年
8 ;强麦调整已近尾声[N];期货日报;2003年
9 忠言;天胶期价已步入熊市[N];期货日报;2004年
10 南辰;制造“车价拐点”,别砸了自己的脚[N];新华每日电讯;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 喻和平;区间分析理论及其在边坡工程中的应用[D];河海大学;2006年
2 苏静波;工程结构不确定性区间分析方法及其应用研究[D];河海大学;2006年
3 张建国;不确定结构(机构)分析和可靠性专题研究[D];西安电子科技大学;2006年
4 李金平;不确定性温度场和结构的分析方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
5 刘高波;地应力对气藏产能控制作用研究[D];成都理工大学;2007年
6 彭瑞;区间分析在极大极小全局优化和鲁棒控制中的应用[D];同济大学;2007年
7 张文居;基于典型岸坡深部裂缝的岩石力学试验研究[D];成都理工大学;2009年
8 郭书祥;非随机不确定结构的可靠性方法和优化设计研究[D];西北工业大学;2002年
9 胡明星;卫星遥感和GIS支持下矿区地应力场的分析与应用研究[D];中国矿业大学(北京);1999年
10 宋敏;不确定参数闭环振动控制系统鲁棒性分析的区间方法[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 佘远国;结构不确定性问题的静力区间分析[D];武汉理工大学;2005年
2 宋振华;区间方法研究及其在天线结构分析中的应用[D];西安电子科技大学;2008年
3 王富雷;区间分析在非线性机构位置求解中的应用研究[D];合肥工业大学;2010年
4 能肖文;基于区间数学的有限元方法及其工程应用研究[D];河海大学;2005年
5 李攀峰;金沙江溪洛渡水电站坝区地应力场及地下洞室群围岩稳定性数值模拟[D];成都理工学院;2001年
6 杨静;锦屏水电站地应力场回归分析与坝肩槽开挖高边坡稳定性三维非线性有限元分析[D];四川大学;2003年
7 黄水亮;大相岭隧道渗流场与地应力场的耦合作用研究[D];西南交通大学;2010年
8 刘元坤;工程区域岩体应力分析与研究[D];武汉理工大学;2003年
9 王鸷;地下洞室随机有限元分析和可靠度计算[D];西北工业大学;2006年
10 张燕新;有穷区域上多极值优化的区间算法[D];南京师范大学;2004年
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