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岩土工程可靠度分析方法及其工程应用
| 论文题名： | 岩土工程可靠度分析方法及其工程应用 |
| 关键词： | 岩土工程;可靠度分析;方法及;响应面函数;分析方法;隧道施工;交叉隧道;城市地铁;重要性抽样方法;重构方法;有效性;数值算例;求解精度;地铁一号线;验算点;可行性;依托工程;样本窗口;研究成果;隧道工程 |
| 摘要： | 岩土由于其形成的历史条件和组成成分复杂，其物理力学参数显著包含随机性，因此在岩土工程的设计与稳定性分析中引入可靠度分析方法是必然趋势。本文通过分析目前岩土工程可靠度分析的响应面方法存在的局限与不足，在响应面函数选取、响应面重构方法、响应面重构样本点选取、响应面可靠度求解方法等方面进行改进和创新，针对研究目标-城市地铁交叉隧道穿越施工可靠度分析，建立城市地铁交叉隧道施工穿越可靠度分析模型和方法，并结合依托工程--广州珠江新城集运系统盾构施工下穿地铁一号线区间隧道工程，采用本文建立的各种可靠度分析方法分析其施工穿越风险，并通过其关键因素的分析，提出穿越施工控制措施与建议。主要研究成果如下： （1）在对比分析已有响应面函数研究成果的基础上，探讨响应面函数各种可能的形式，建立了基于多元指数插值函数响应面的可靠度分析方法，并给出具体的求解方法和求解步骤，通过几个数值算例验证了该方法的可行性和有效性。 （2）深入研究可靠度响应面方法中的响应面重构方法，分析目前已有响应面重构中样本窗口大小对响应面重构求解精度的影响，建立了基于缩减样本窗口响应面重构的可靠度分析方法，并通过多个数值算例验证了该方法的有效性。 （3）为进一步提高响应面方法的求解精度，本文还利用响应面方法在验算点附近可高精度逼近原有功能函数的特点及可通过验算点和验算点处函数曲率高精度求解失效概率的重要性抽样方法，建立基于响应面方法和重要性抽样方法的岩土工程可靠度分析方法，并通过多个数值算例和某实际岩土工程实例验证该方法的可行性和有效性。 （4）将拉普拉斯渐进分析方法与响应面方法相结合，以完备二次多项式作为近似响应面，考虑近似极限状态方程的二阶偏导数，建立基于二次完备多项式响应面可靠度分析的拉普拉斯渐进方法，并通过算例验证了该方法的可行性和有效性。 （5）基于上述各种改进的响应面方法，结合依托工程--广州珠江新城集运系统盾构施工下穿地铁一号线区间隧道工程，建立城市地铁交叉隧道施工穿越风险评价的可靠度分析模型和方法，并通过参数分析，提出了城市地铁交叉隧道施工穿越风险的关键因素及其相应控制措施。 |
| 作者： | 程晔 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 周翠英 |
| 授予学位： | 博士后 |
| 授予学位单位： | 中山大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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