随机-模糊统计方法在岩土特征参数指标统计中的应用

岩土工程中的随机-模糊统计方法用模糊理论准确表达了岩土材料的空间变异性。针对随机-模糊方法权重系数的取值进行了讨论,研究了“参照点”在随机-模糊方法的意义,指出了“参照点”与核点无限接近时的最大隶属度才是所要求的正确结果,并根据模糊随机原理提出了直接迭代求解目标函数的流程。采用建议方法对某核电岩土工程中的参数进行了计算,获得了取不同“参照点”时各样本的隶属度曲线以及“参照点”向核点逐步逼近的过程曲线。结果表明,隶属度函数采用指数函数是合理的,样本隶属度分布形态为窄域“正态”分布。所得结论可为随机-模糊统计方法在岩土工程中的应用提供基本理论依据。     

基于隶属函数选取的岩土工程模糊可靠度分析

目前岩土工程中模糊可靠度计算时隶属函数的选取还没有一个统一标准,针对这种现状进行研究,选取了三种具有代表性的隶属函数,并将其分别应用于岩土工程中的两种典型结构:地下连续墙和挡土墙,通过模糊可靠度的计算以及比较分析,得出如何选取优化隶属函数的有益结论,对工程应用具有实际的指导意义。     

不同隶属函数对地下连续墙模糊可靠度影响的分析

虽然有学者已经将模糊可靠度的概念引入到了岩土工程结构可靠性分析中,但是仍然存在一些有待解决的问题,其中可靠度计算时隶属函数依据什么样的标准进行选取尤为重要,因为隶属函数的选取作为一个先决条件,其对可靠度计算结果有着直接的影响,隶属函数选取不同,计算结果有可能存在明显的差异。针对这种现状进行了研究,分别选取了3种具有代表性的隶属函数：降半梯形分布、二次抛物线分布以及岭形分布,从理论上推导出三者对模糊可靠度的计算结果的影响差异,通过比较分析得出计算地下连续墙模糊可靠度时隶属函数选取的一般原则。通过一个工程实例进行了验证计算,计算结果与理论分析结果相吻合。     

岩土样本力学参数的模糊统计特征研究

岩土工程参数中的各种信息都存在模糊性。通过对岩土样本力学参数试验值的研究,提出当分析样本统计特征时,应该充分考虑模糊不确定性因素对参数特征值的影响。在确定的参数隶属函数基础上,推导了岩土样本力学参数模糊统计特征值的计算公式,并证明了公式的合理性。应用实例表明,由于文中提出的计算方法考虑了参数模糊性的影响,其计算结果比按常规统计方法得到的结果更具合理性。在任何情况下,模糊方差和模糊变异系数都比常规统计方法得到的方差和变异系数小。分析结果表明,该方法具有广泛的推广价值。     

模糊数学在地下水水质评价中的应用——以盘锦曙光地区为例

采用模糊数学的方法对盘锦市曙光地区2011年的地下水环境进行综合评价,建立包括总硬度,总矿化度,铁离子,锰离子等多个污染因子的因子集,评价集,隶属函数和权重集等模糊集合。结果表明,曙光地区地下水污染在近几年表现出一定程度降低,主要污染物来源于石油污染、海水入侵和农业灌溉,所得结果基本符合当地实际情况,说明了模糊综合评价的合理性和可靠性,对于曙光地区地下水环境综合评价具有实际意义。     

桩的模糊随机可靠性分析

利用一次二阶矩法,考虑可靠性分析模型中随机参数的模糊性,建立了模糊随机可靠性分析模型.利用分解定理,取一系列λ截集,将模糊数转换为一系列区间数进行运算,得到了一种模糊随机可靠度的计算方法.将该法应用到桩的可靠性分析中,实例表明,该方法是合理实用的.     

边坡稳定分析的神经网络改进模糊点估计法

边坡稳定性分析中,模糊点估计法能同时考虑模糊不确定性和随机不确定性因素。针对传统模糊点估计法计算工作量大的缺点,提出一种神经网络改进模糊点估计法。利用拉丁超立方抽样法和径向基函数神经网络（RBF）建立边坡安全系数的预测模型;对黏聚力和内摩擦角等模糊随机变量取λ截集,并在各截集水平对参数进行组合;利用建立的预测模型对各参数组合的安全系数进行预测;最后由统计矩点估计法计算边坡的可靠度指标。实例分析表明：改进模糊点估计法使用方便、结果可靠,且能通过增加λ截集水平的数目来提高计算精度。对于含有2～4个模糊随机变量的边坡,采用改进模糊点估计法计算可靠度时λ截集水平的数目可近似取25。     

考虑计算参数不确定性的边坡稳定分析

岩土体当中存在大量的不确定因素,给边坡的稳定性分析判断带来了困难。在分析了计算参数的不确定性是影响分析可靠性的主要原因的基础上,运用模糊集理论考虑计算参数的不确定性,提出了模糊参数的具体构造方法和边坡稳定的不确定性分析思路。该方法可以根据不同隶属度下的参数截集区间,计算出相应隶属度下的安全系数区间,并可由此得到边坡的可靠性指标和安全系数建议值。通过不同算例研究表明,使用此方法能充分考虑计算参数的不确定性,得到的安全系数更加科学可靠。     

边坡工程中岩石力学参数随机模糊选取研究

岩石样本值既存在随机性,又存在模糊性。传统的统计方法不适应处理模糊性。采用随机-模糊处理方法对边坡工程中岩石力学参数进行分析,并对计算中的隶属函数取值及迭代方式进行了讨论。通过实例计算和分析认为,随机-模糊处理方法更符合实际,优于传统方法。     

边坡模糊随机可靠性分析的模糊点估计法

在统计矩点估计法和模糊随机理论的基础之上,提出边坡工程模糊随机可靠性分析的模糊点估计法,将边坡稳定性极限状态方程由模糊随机集向普通随机集转化,然后利用点估计法求解边坡的可靠度指标。鉴于岩土体物理力学参数的近似分布类型,采用区别于梯形模糊数的正态模糊数对随机变量进行模糊随机化处理,使其更趋近于物理力学参数的近似分布类型。该方法考虑了各个力学参数的模糊性,计算结果更能反映边坡的真实工作状态。算例分析结果表明,该法使用简便,计算效率高,结果可靠,避免了传统分析方法的缺点,对复杂边坡或者功能函数为隐式表达的边坡工程可靠性分析具有很大的潜力,为边坡可靠性分析提供了一条新的途径,具有广泛的应用前景。     

基于瑞利-里兹法的岩土三棱柱堆积体的基底应力分布的研究

对岩土三棱柱堆积体的基底应力分布进行了研究,在基底应力的理论解难以求得的情形下,基于瑞利-里兹法求解出基底应力分布的近似解,并具体计算且对比了不同坡比、泊松比、基底边界条件下基底应力分布的变化,得出如下结论：基底法向应力存在应力凹陷现象,坡度越陡,应力凹陷程度越大,底边有约束时应力凹陷程度更明显;泊松比对基底法向应力的分布几乎无影响,泊松比主要影响基底切向应力分布的形态,且泊松比越大,基底切向应力值越大;坡比改变基底切向应力的最大值及其所处位置,坡比越大,基底切向应力值越大,且基底切向应力最大值距离基底中心越远。     

三角模糊数型边坡支护方案评价模型及其应用

由于边坡支护方案评价时掌握的信息不充分,资料不全,加之问题本身的复杂性、不确定性以及人类思维的模糊性,方案的评价值往往难以精确表达,用三角模糊数的形式表示更合理。针对属性值用三角模糊数表示的边坡支护方案优选问题,提出了一种基于集对分析联系数的三角模糊数型方案综合评价模型。首先,根据集对分析中的联系数理论,利用三角模糊数的中值及上下确界所限定的取值区间,将三角模糊数转化为联系数;然后,根据联系数的加法和乘法定义,建立了联系数决策模型;按照综合决策值大小即可得到最优方案。该模型既考虑了三角模糊数的中值,又兼顾了三角模糊数的上下确界,即联系数的差异度,更具有客观性、合理性。实例应用表明,该模型算理清晰,计算简便,结论与实际相符。     

基于模糊因素的岩质边坡地震稳定性多模型组合评价

岩质边坡地震稳定性评价是岩土边坡地震失稳防治的基础工作,针对评价过程中评价因素的多源模糊性,借鉴工程可变模糊集理论,将模糊可变评价模型应用于岩质边坡地震稳定性评价中。综合考虑岩质边坡内在结构和外部自然条件,选取岩土体特性、新构造运动特征、坡高、坡角、年均降雨量和场地地震烈度6个指标作为评价指标体系并建立等级标准;将改进熵权算法引入该模型中,利用指标实际数据离散性求权重;通过改变模糊可变评价模型参数对岩质边坡地震稳定性进行线性与非线性组合评价,并将均值作为最终评价结果。将该方法应用于天然边坡与路堑边坡实例中,结果表明,模糊可变评价模型评价结果合理、客观,具有更高的可靠性与稳定性,为岩质边坡地震稳定性评价工作提供了一种新的研究方法与思路     

边坡模糊随机可靠性分析

为合理描述边坡稳定性分析中存在的多种不确定性,应同时考虑随机和模糊两种因素带来的影响.用L-R型模糊数描述随机变量的均值和方差,建立了模糊随机可靠性分析模型.为简化计算,将模糊数通过分解定理,取一系列λ截集,转换为一系列区间数进行计算.在一次二阶矩法基础上,推导了基于瑞典条分法及毕肖普法计算模糊随机可靠度的具体公式.算例表明,该法是合理实用的.     

先验概率分布及似然函数模型的选择对边坡可靠度评价影响的定量评估

受工程勘察成本及试验场地限制,可获得的试验数据通常有限,基于有限的试验数据难以准确估计岩土参数统计特征和边坡可靠度。贝叶斯方法可以融合有限的场地信息降低对岩土参数不确定性的估计进而提高边坡可靠度水平。但是,目前的贝叶斯更新研究大多假定参数先验概率分布为正态、对数正态和均匀分布,似然函数为多维正态分布,这种做法的合理性有待进一步验证。总结了岩土工程贝叶斯分析常用的参数先验概率分布及似然函数模型,以一个不排水黏土边坡为例,采用自适应贝叶斯更新方法系统探讨了参数先验概率分布和似然函数对空间变异边坡参数后验概率分布推断及可靠度更新的影响。计算结果表明：参数先验概率分布对空间变异边坡参数后验概率分布推断及可靠度更新均有一定的影响,选用对数正态和极值I型分布作为先验概率分布推断的参数后验概率分布离散性较小。选用Beta分布和极值I型分布获得的边坡可靠度计算结果分别偏于保守和危险,选用对数正态分布获得的边坡可靠度计算结果居中。相比之下,似然函数的影响更加显著。与其他类型似然函数相比,由多维联合正态分布构建的似然函数可在降低对岩土参数不确定性估计的同时,获得与场地信息更为吻合的计算结果。另外,构建似然函数时不同位置处测量误差之间的自相关性对边坡后验失效概率也具有一定的影响。     

岩质边坡平面滑动的模糊可靠度分析

综合考虑了边坡平边滑动的随机性和模糊性。根据工程实际确定结构功能函数的概率密度函数及表征边坡稳定性的隶属函数,提出了边坡失稳的模糊概率和边坡稳定性模糊可靠度的计算方法,并计算了模糊可靠度的置信区间,具有一定的实际意义。     

边坡渐进破坏的模糊随机可靠性研究

研究边坡的渐进破坏过程对边坡稳定性的影响,认为边坡破坏是由局部向整体扩展的渐进过程,它具有随机性和模糊性双重特性.渐进破坏模糊随机法能很好地反映边坡体内局部破坏的产生、扩展及对边坡整体可靠性的影响.基于岩土体的空间变异性,考虑了随机变量和极限状态函数的模糊性,以模糊随机变量为基本变量建立了边坡渐进破坏的模糊极限状态方程...