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《昆明理工大学》 2008年
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基于有限元的响应面法在重力坝可靠性分析中的应用

郝志强  
【摘要】:重力坝是水利水电工程中的重要建筑物,保证重力坝的在各种环境下的安全运行及其功能的正常发挥,不仅对工程本身,乃至对当地社会经济的发展都将起到重要的作用。重力坝其强度和稳定性问题是设计、施工和维护过程中需重点考虑的问题。结构可靠度理论主要用来研究结构中存在的不确定性等因素对结构正常发挥其功能的影响问题。重力坝的可靠度分析研究,对于重力坝的设计、施工和运行管理有着重要的意义,透彻的研究对保证结构设计经济、合理和安全运行具有重要意义。 本文采用随机有限元法对重力坝进行可靠性分析,主要做了以下工作: 1)利用ANSYS参数化设计语言APDL对重力坝建立三维有限元模型,形成一个包含完整仿真循环过程的分析文件。在ANSYS环境中执行分析文件包含的命令流,并进行初始化概率设计,建立概率设计的有限元分析数据库。 2)应用蒙特卡洛数值模拟法考虑荷载的变异性,对重力坝二维平面问题进行了强度可靠度计算。 3)应用响应面法,考虑材料参数和荷载的变异性,对重力坝三维有限元模型进行了强度和稳定的可靠性研究。并讨论了上游水位、抗滑凝聚力、抗滑摩擦系数、扬压力等作为随机变量时,其变异性对抗滑可靠指标的影响。 4)对随机输出变量与随机输入变量的相关性进行了研究。 5)考虑四参数混凝土破坏模型对重力坝强度可靠度进行了研究,并对各随机参数的灵敏度进行了计算。
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