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削角直立式防波堤可靠度分析

郄禄文  
【摘要】:近年来,随着海岸与海洋资源的开发利用,港工建筑物不断向深水化、大型化方向发展,深水防波堤的应用变得越来越广泛。在深水海域巨大的波浪将产生作用在防波堤上极大的波浪力,因此开发了多种型式的防波堤以降低波浪力。削角直立堤是直立式防波堤的改进结构型式,其结构特征是上部胸墙迎海面为与水平面成锐角(如30°、45°)的倾斜面,作用在削角直立堤斜面部分上的波浪力可分解为水平力和垂直力两部分,波浪力的垂直分量将有利于堤身的稳定。 本文从理论分析和试验研究两个方面对削角直立堤进行深入研究。首先在广义随机变量空间中,通过确定失效极限状态曲面上验算点处切平面法线的方法,将相互独立的正态分布随机变量的可靠度Hasofer-Lind方法推广到包含任意分布的相关随机变量的结构极限状态问题,提出了适合任意分布的荷载变量相关下结构的可靠度计算的新方法,把国际上通用的Hasofer-Lind可靠度分析方法推广到适用于变量相关的情况。其次,利用Laplace型积分的渐近计算方法,还推导出了广义随机空间相关荷载变量作用下结构失效概率的一个新的渐近计算公式,并依此算法对削角直立堤进行失效概率的计算以及风险评估。通过不规则波浪的物理模型实验,得出了削角直立堤模型上实测波浪压力与合田良实波浪力简化计算值的比值系列,给出了作用在削角直立堤上波浪力的不确定性系数及其统计特征,提出了适合削角直立式防波堤的合田良实修正公式。 建立了新的削角直立式防波堤抗滑移、抗倾覆极限状态方程,获得了削角直立堤的可靠指标以及各个波浪荷载的分项系数,提出了对现行防波堤设计规范中分项系数的建议值。通过对波浪力不定性系数以及其标准差不同取值情况下削角直立堤进行对比可靠度分析,讨论了波浪荷载不定性系数对削角直立式防波堤可靠度以及荷载分项系数的影响。


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