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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

作　者: 杨志刚
导　师: 张立翔；杨华舒
学　校: 昆明理工大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 时变可靠度灰色理论混凝土损伤混凝土重力坝
分类号: TV642.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

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。

全文目录

第1章绪论  33-40
  1．1 科学依据及意义  33-36
    1．1．1 结构可靠性定义  33
    1．1．2 建模与分析方法  33-34
    1．1．3 基本假设  34-35
    1．1．4 研究的意义  35-36
  1．2 研究现状及发展趋势  36-37
  1．3 重点发展的方向  37-38
  1．4 论文的主要内容  38-40
第2章灰色理论在结构可靠度分析中的应用  40-49
  2．1 前言  40
  2．2 预测GM模型  40-45
    2．2．1 GM（1，1）模型  40-43
    2．2．2 GM（1，N）模型  43-44
    2．2．3 非线性GM模型  44-45
  2．3 基于灰色理论的结构可靠度计算步骤  45
  2．4 参数预测应用实例  45-48
  2．5 本章小结  48-49
第3章基于Matlab平台的神经网络及改进响应面法  49-59
  3．1 引言  49
  3．2 关于系统的输入与输出问题  49-51
  3．3 关于功能函数非显式表达问题  51-53
    3．3．1 响应面法  51-52
    3．3．2 改进响应面法  52-53
  3．4 算列  53-58
  3．5 本章小结  58-59
第4章基于损伤的时变可靠度分析  59-69
  4．1 引言  59
  4．2 损伤理论及其在混凝土中的应用  59-64
    4．2．1 损伤理论的研究方法  59-60
    4．2．2 损伤理论的发展状况  60-61
    4．2．3 损伤力学发展趋势  61-62
    4．2．4 混凝土的损伤破坏机理  62
    4．2．5 混凝土损伤描述  62-63
    4．2．6 损伤在混凝土中的应用  63-64
  4．3 考虑随时间变化的混凝土结构可靠度分析方法  64-67
    4．3．1 施工期结构可靠度分析  64-66
    4．3．2 弹性模量时变特性  66-67
    4．3．3 考虑抗力随时间变化的结构可靠度分析方法  67
  4．4 时变可靠度最优求解的应用原理  67-68
  4．5 本章小结  68-69
第5章后蒙特卡罗法计算结构可靠度  69-75
  5．1 引言  69
  5．2 后蒙特卡罗法可靠性分析  69-72
    5．2．1 功能函数的选择  69-70
    5．2．2 不确定性因素分析  70
    5．2．3 随机有限元计算及随机变量分布的拟合  70
    5．2．4 后蒙特卡罗法计算可靠度  70-72
  5．3 基于Matlab平台的蒙特卡罗法  72
  5．4 应用实例  72-74
  5．5 本章小结  74-75
第6章一种基于Taylor展开的实用二次二阶矩方法  75-80
  6．1 前言  75
  6．2 二次二阶矩实用方法原理及应用  75-78
  6．3 算例  78-79
  6．4 本章小结  79-80
第7章时变可靠度分析实例应用  80-103
  7．1 工程概况  80
  7．2 筑坝材料及作用荷载的统计参数  80-86
    7．2．1 混凝土物理力学参数的确定  80-85
    7．2．2 作用荷载及基岩的物理力学参数的确定  85-86
  7．3 坝体应力分析  86-97
    7．3．1 分析步骤  86-87
    7．3．2 有限元分析模型  87-89
    7．3．3 损伤时变可靠性分析  89-93
      7．3．3．1 有限元分析的数据输入  89-90
      7．3．3．2 有限元分析结果  90-93
    7．3．4 随机变量时变可靠度分析  93-97
  7．4 随机变量的敏感系数对可靠指标的影响  97-102
  7．5 本章小结  102-103
第8章结论与展望  103-105
  8．1 结论  103-104
  8．2 展望  104-105
参考文献  105-110
致谢  110

基于灰色理论的混凝土重力坝损伤时变可靠度分析

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