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基于灰色理论的混凝土重力坝损伤时变可靠度分析

杨志刚  
【摘要】: 本文应用可靠性理论,基于灰色理论和损伤理论对混凝土重力坝进行时变可靠度分析,并将理论应用于实际工程。具体工作主要有: 1.应用了灰色理论,建立了GM模型对重力坝各随机变量的发展变化规律及其相互关系进行了分析、补充及预测,并应用到结构可靠性分析中对结构进行时变可靠度分析。 2.在Matlab平台上利用人工神经网络来模拟系统的输入与输出关系,对系统进行识别,从而使大坝功能函数由对应于的应力表达直接转化为外界随机变量来表达。 3.根据可靠指标的几何意义,建立计算可靠指标的优化模型,并利用Matlab软件优化工具箱,实现结构时变可靠指标的最优求解。 4.应用损伤力学理论,引进损伤变量,在混凝土四参数模型的基础上构造了一种新的功能函数,可以反映混凝土结构在使用期间的损伤变化的特性,从而分析结构在使用期间中各个时期的时变可靠度。 5.采用一种新的后蒙特卡罗法来计算可靠指标,极大地减少了有限元分析的工作量,为可靠度计算提供了一种新的方法和途径。 6.通过对结构功能函数进行泰勒展开至二次非线形项,并结合工程应用原理,得到一种可行的可靠度实用计算方法,此法无须迭代,从而大大减少计算量,且具有比传统的一次二阶矩法更高的精度。 7.在工程许可的可靠指标下,根据各随机变量对可靠指标影响的敏感程度,建立了由各随机变量表达的可靠性安全区域。 8.结合工程实例,应用上述方法对结构进行时变可靠度分析,验证其可行性。


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