考虑参数空间变异性多层土坡系统可靠度分析

多层土坡在岩土工程实际中十分常见,不仅土体参数存在一定的空间变异性,而且土体框架呈现明显的层状分布特征,然而目前对考虑土体参数空间变异性的多层土坡稳定可靠度研究的远远不够。提出了基于多重响应面边坡系统可靠度分析的蒙特卡洛模拟（MCS）方法,给出了计算流程图,系统地研究了考虑土体参数空间变异性的多层土坡系统可靠度问题。结果表明,提出方法能够有效地分析考虑参数空间变异性低失效概率水平的多层土坡系统可靠度问题,并且具有较高的参数敏感性分析计算效率。     

基于随机响应面法的边坡系统可靠度分析

提出了一套基于随机响应面法的边坡系统可靠度分析方法。该方法首先从大量潜在滑动面中筛选出代表性滑动面。针对每条代表性滑动面,采用Hermite多项式展开建立其安全系数与土体参数间的非线性显式函数关系（即随机响应面）。然后,采用直接蒙特卡洛模拟计算边坡系统失效概率。在蒙特卡罗模拟中,采用所有代表性滑动面的随机响应面计算每一组样本所对应的边坡最小安全系数。最后,以两个典型多层边坡系统可靠度问题为例验证了该方法的有效性。结果表明：文中提出的边坡系统可靠度分析方法能够有效地识别边坡代表性滑动面,具有较高的计算精度和效率,并且确定代表性滑动面时无需计算滑动面间的相关系数。同时该方法可以有效地计算低失效概率水平的边坡系统可靠度,为含相关非正态参数的边坡系统可靠度问题提供了一条有效的分析途径。此外,多层边坡可能同时存在多条潜在滑动面,基于单一滑动面（如临界确定性滑动面）或者部分代表性滑动面进行边坡系统可靠度分析均会低估边坡失效概率。     

基于贝叶斯理论的灌注桩多个缺陷统计特性分析

由于施工技术水平、岩土工程条件等不确定性因素的影响,基桩中经常出现各种缺陷。为此,提出了基于贝叶斯理论的灌注桩多个缺陷统计特性的分析方法。在考虑钻芯法检测不确定性的基础上,采用泊松分布模型模拟基桩中多个缺陷的出现概率,推导了缺陷平均出现率后验分布的计算公式。提出了估计缺陷尺寸修正的贝叶斯抽样方法,给出了评价钻芯法检测概率的方法。算例分析表明,钻芯法的检测概率对准确地估计缺陷平均出现率有明显的影响,如果不考虑检测不确定性因素的影响,缺陷平均出现率将被低估。随着检测到缺陷数目的增加,更新的缺陷平均出现率的均值逐渐增加,更新的变异系数逐渐减小。此外,先验的信息能够有效地减小缺陷平均出现率和缺陷尺寸估计的不确定性。     

Risk Based Optimal Inspection and Repair Planning for Ship Structures Subjected to Corrosion Deterioration

A framework of risk based inspection and repair planning was presented to optimize for the ship structures subjected to corrosion deterioration. The planning problem was formulated as an optimization problem where the expected lifetime costs were minimized with a eonstraint on the minimum aceeptable rehability index. The safety margins were established for the inspection events, the repair events and the failure events for ship struetures. Moreover, the formulae were derived to calculate failure probabihties and repair probabilities. Based on them, a component subjected to corrosion is investigated for illustration of the process of selecting the optimal inspection and repair strategy. Furthermore, some sensitivity studies were provided. The results show that the optimal inspection instants should take place before the reliability index reaches the minimum acceptable reliability index. The optimal target failure probability is 10^-3. In addition, a balance can be achieved between the risk cost and total expected inspection and repair costs by means of the risk-based optimal inspection and repair method, which is very effective in selecting the optimal inspection and repair strategy.     

打入桩承载力确定方法对安全系数的影响

在传统的容许应力设计方法中桩基承载力安全系数取决于桩基承载力的确定方法,然而,基于经验选择的承载力安全系数缺少理论依据,为此,基于贝叶斯理论和线性回归方法提出了评价桩基承载力确定方法对承载力安全系数影响的方法,给出了现行规范对于不同承载力确定方法采用不同安全系数的理论依据,阐明了桩基动力测试降低安全系数的理论依据,并以7种桩基设计方法为例,分析了承载力确定方法对安全系数的影响。结果表明,采用所提出的方法计算的安全系数基本上与现行的经验值相一致,表明精确的承载力确定方法可以有效地降低承载力安全系数,设计方法、承载力确定方法和水平都对安全系数有影响,但当承载力试验桩的数目足够多时,安全系数对于设计方法的精确性不敏感。     

有限数据条件下边坡可靠度分析的Bootstrap方法

基于Bootstrap抽样技术提出了有限数据条件下边坡可靠度分析方法。简要介绍了传统的边坡可靠度分析方法。采用Bootstrap方法模拟了抗剪强度参数概率分布函数的统计不确定性。以无限边坡为例研究了抗剪强度分布参数和分布类型不确定性对边坡可靠度的影响规律。结果表明：基于有限数据估计的样本均值、样本标准差和AIC值具有较大的变异性,这种变异性进一步导致了抗剪强度参数概率分布函数存在明显的统计不确定性。在考虑抗剪强度参数概率分布函数的统计不确定性时,边坡可靠度指标应为具有一定置信度水平的置信区间,而不是传统可靠度分析中的固定值。边坡可靠度指标的置信区间变化范围随安全系数的增加而增大,同时考虑分布参数和分布类型不确定性计算的可靠度指标具有更大的变异性和更宽的置信区间变化范围。Bootstrap方法为有限数据条件下抗剪强度参数概率分布函数统计不确定性的模拟以及边坡可靠度的评估提供了一条有效的途径。     

暴雨诱发滑坡致灾机理与减灾方法研究进展

暴雨滑坡是多发性的地质灾害.阐述了暴雨诱发滑坡致灾机理、风险评估与减灾方法研究的重要意义.分别从暴雨诱发滑坡的地质力学机制、暴雨诱发滑坡的机理、暴雨诱发滑坡演化过程的数值模拟方法、暴雨滑坡动态风险评估方法以及暴雨诱发滑坡灾害的减灾方法5个方面,详细综述了国内外研究的主要成果和进展.在此基础上,指出了目前暴雨诱发滑坡灾害研究中存在的主要问题.最后,提出了在暴雨诱发滑坡灾害的研究中应以暴雨作用下的斜坡演化动力学过程为主线,以暴雨诱发滑坡的地质力学机制研究为基础,以暴雨诱发滑坡机理研究为核心,以暴雨诱发滑坡灾害的风险评估为手段,以最大可能地防灾减灾为目标.     

基于广义子集模拟的土坡系统可靠度分析

如何有效地评价边坡的系统可靠度并识别出对边坡稳定性具有重要影响的关键滑面一直是边坡稳定性分析的关键问题。提出了基于广义子集模拟的边坡系统可靠度分析方法及代表性滑面识别方法,并推导了基于广义子集模拟的边坡系统可靠度计算公式及边坡中滑面对边坡系统失效的相对贡献量化公式。基于广义子集模拟计算结果,采用概率网络评价方法识别边坡代表性滑面。以一个双层黏性土坡和芝加哥国会切坡算例验证了所提方法的有效性。结果表明：提出的基于广义子集模拟的边坡系统可靠度分析方法可有效地估计边坡系统及其单一滑面的失效概率,对于具有低失效概率水平边坡可靠度的求解,其计算效率明显优于传统蒙特卡洛模拟方法。此外,对于单个失效模式而言,广义子集模拟与子集模拟计算效率相当。对于多个失效模式的失效概率计算问题,广义子集模拟不需要重复对每个失效模式失效概率进行计算,计算效率明显优于子集模拟。提出的代表性滑面选择方法是在系统失效概率及单滑面失效概率的高效计算基础上实现的,代表性滑动面能够较好地代表边坡系统失效,从而有效地降低了边坡系统失效概率对代表性滑面数目及代表性滑面失效概率估计准确性的依赖性。     

基于多源信息融合的路堤沉降预测方法

准确预测路堤沉降对于规避风险和减小成本至关重要。传统的仅基于场地勘察数据的路堤沉降预测方法的预测值常偏离监测值。提出了基于贝叶斯理论的多源信息融合方法进行路堤沉降预测,采用有限元法模拟多层土体的固结沉降,并结合高效的马尔科夫链蒙特卡洛模拟法更新土体参数得到高维后验分布。以新南威尔士州的Ballina地区试验路堤数据为例说明了所提方法的有效性。结果表明,基于贝叶斯理论的多源信息融合方法可以有效融合勘察和监测数据,通过多源数据融合能够较准确地预测路堤沉降。对于Ballina路堤,总体上随着监测数据量的增加,路堤沉降预测预测精度逐渐提高。使用0～116 d监测数据可以准确地预测地表沉降;基于0～496 d监测数据可同时准确预测所有监测点的沉降。对于Ballina路堤,先验信息对沉降预测具有一定影响,但观测误差对预测准度影响微弱。     

采用不同失效准则的桩基可靠度分析

桩基的极限承载力通常是根据失效准则来确定的。由于各国采用的失效准则不同,得到的极限承载力也不同,从而获得的可靠指标也不同。因此,有必要分析和比较不同失效准则对桩基可靠性的影响,以及根据桩基技术规范采用的S-lgt失效准则确定可靠指标的状况。为此,以S-lgt失效准则为基准,引进了失效准则的偏差系数的概念,根据一组实测钻孔桩数据对另外6种失效准则的偏差系数进行了评估,进而进行了可靠度分析。结果表明,不同失效准则具有不同的偏差系数,桩基可靠度明显地受失效准则的影响。根据S-lgt失效准则确定的可靠度在7种失效准则中是偏大的,不同失效准则确定的相同名义可靠指标的桩基的实际可靠性是不一样的。