一、改进水工结构可靠度理论的若干探讨（论文文献综述）
宋宇宁[1]（2021）在《有限元响应面法在土石坝可靠度分析中的应用》文中认为土石坝适应地基变形能力强,且具有经济、安全、取材运输方便和抗震性能强等优点,是一种常见的坝型。但是由于土石坝的坝址环境条件复杂,来自内外部的影响因素很多,土石坝的力学参数以及承受地震荷载等具有一定的随机性。其力学参数采用常值的结构分析常显示出局限性。因此,很有必要对土石坝进行安全可靠性分析。可靠度分析是一种基于收集数据和资料的概率统计分析。在结构设计中,采用概率论的方法,定量地考虑结构各种影响因素的不确定性,并根据概率论和统计理论对结构的安全性和可靠性进行考量。土石坝是由天然土石料经过人工碾压填筑成的。在大坝施工过程中,坝料的岩性、风化程度和密实度等具有一定的随机性,这导致其物理力学性质具有空间变异性。因此采用可靠度理论分析土石坝的受力、变形与稳定,能够更好地把握土石坝在实际工作时的状态,评价其安全性。由于土石坝的结构较复杂,涉及多个随机变量,其极限状态方程通常是参数随机变量的非线性且是隐式的方程。采用常规方法很难精准计算出土石坝的可靠度指标。本文将结构可靠度分析的响应面方法和土石坝静力有限元分析计算相结合,以观音岩心墙土石坝为例,进行了随机有限元静力计算,并在此基础上分析计算了土石坝的可靠度指标和失效概率。主要研究工作有:（1）建立观音岩心墙土石坝有限元网格模型,并对该土石坝进行静力应力应变计算,确定了该土石坝坝体的变形特征。整理己有土石坝工程堆石料邓肯—张E-B模型参数,根据统计结果假定邓肯—张E-B模型参数近似服从正态分布,并在此基础上对土石坝进行了可靠度分析。（2）根据统计的E-B模型参数的变异系数,确定Kb和K作为随机变量,其余E-B模型参数为常量进行坝体可靠度分析。通过中心复合设计进行抽样,利用响应面法和改进的一次二阶矩法,通过MATLAB语言编程来求解坝体最大沉降点的可靠指标与失效概率,对不同极限状态下的可靠度进行了分析。
孙博[2]（2020）在《基于闸门结构时变可靠度的平面钢闸门维修技术研究》文中研究表明目前,我国多数平面钢闸门存在超役运行、锈蚀严重、零件老化、结构强度降低等问题,维修技术难题多、改造工程量大。现有的维修计划主要依据传统的运行维修手册,按时开展小修、中修和大修,缺少钢闸门运行状态实时评估结果的技术支持,还没有形成基于理论研究和检测评价相结合的钢闸门维修技术方案。利用现有的检测手段,应用数学、机械及力学理论,对现场检测数据开展闸门构件状态评估分析,符合现代水利工程结构可靠性研究发展趋势。特别是,依据钢闸门整体状态的可靠度评价,开展安全检测分析、运行状态诊断和维修技术开发一体化方案设计,是老龄水工钢闸门急需解决的现实问题,具有重要的现实意义。本文通过将闸门结构进行简化,以主梁可靠度计算闸门结构可靠度的方法,结合高国辉应用Matlab模拟钢材锈蚀过程得到的非线性锈蚀规律计算平面钢闸门体系结构时变可靠度。将平面钢闸门以主梁数量进行划分,依据《水利水电工程钢闸门设计规范》分别求出不同主梁数平面钢闸门的结构时变可靠度曲线族,基于《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》以腐蚀程度对曲线族进行区域划分,根据每个区域的腐蚀程度和特点设计维修养护方法。应用该技术,对枫林水利枢纽平面钢闸门改造方案进行了重新设计,给出了具体操作指南。
朱振寰[3]（2020）在《基于可靠度的在役水工钢闸门锈蚀后工作性态评估研究》文中研究表明水工钢闸门作为水工建筑物中重要的控制设施,可以起到调节流量、控制水位等作用,为水利工程创造了巨大的经济效益。建国以来,随着水利水电事业的高速发展,水工钢闸门的应用越来越广泛,因此闸门的安全问题也越来越受到人们的关注。锈蚀作为在役水工钢闸门最常见破坏现象,削弱构件,降低结构强度和刚度,情况严重的甚至会威胁闸门的安全运行,所以及时对锈蚀的在役水工钢闸门进行工作性态的安全评估就显得尤为重要和急迫。本文基于可靠度评估理论,结合江西省七一水库溢洪道弧形钢闸门工程实例,通过钢闸门的锈蚀现场检测及有限元模拟,对其进行了锈蚀后的工作性态安全评估研究,其主要的研究内容如下:总结现有的资料文献,整理分析前人的研究成果,在综合考虑各方因素的基础上,系统地分析了水工钢闸门锈蚀的本质、机理及影响锈蚀因素,详细阐述了在役水工钢闸门锈蚀状况检查和锈蚀检测的常用方法。并根据七一水库钢闸门的实际情况,选择适合的锈蚀检测方法,获取了弧形钢闸门锈蚀量的数据,并对钢闸门的实际锈蚀情况进行了初步分析。运用Ansys有限元软件,建立了七一水库弧形钢闸门锈蚀前后的有限元模型,并分析了锈蚀前后弧形钢闸门静、动力性能的变化。为了研究不同锈蚀部位及不同锈蚀程度对钢闸门构件静动力性能的影响,在实际锈蚀模型的基础上,分别模拟了各构件的不同锈蚀深度。通过对比各锈蚀状态及工况下的闸门静动力计算结果表明,锈蚀对闸门强度的影响较大,对刚度的影响较小,对闸门自振频率及振型的影响也相对较小。通过总结分析锈蚀对闸门应力和变形的影响,利用应力系数法,建立各失效模式的极限状态方程,并用JC法计算出闸门的可靠指标,利用其可靠指标对该闸门的工作性态进行安全评估。将计算的评估结果与实际安全鉴定评价结果对比,验证了结果的合理性。同时也验证了利用可靠度理论对锈蚀的在役水工钢闸门进行工作性态评估的可行性和准确性,也为水工结构工作性态的安全评估提供了新的途径。
张文雅[4]（2020）在《城市生态防洪工程劣化评价及维修计划优化》文中进行了进一步梳理生态防洪工程是将生态功能与工程功能及安全功能综合考虑,沿江河两岸采取环境保护措施用以保持水土、稳固堤岸、阻挡洪水对防洪堤岸冲击侵蚀的工程。传统的水工建筑物为兴利除害而建,通过在河流上修建一系列的建筑达到改造、控制和调节河流的目的,但是基本都忽略了河流的生态功能和可持续发展需求。此外,现在人们对居住环境的生态要求越来越高,传统水工建筑中生硬的、大面积的灰色混凝土防洪建筑已经不符合城市建设的要求,在一定意义上阻碍了城市的发展建设。因此将生态理念引入到城市河道的防洪工程建设中,修建生态防洪工程,既可以满足城市防洪要求,又能改善生态环境,提高城市居民生活质量。城市生态防洪工程就是在传统防洪工程的基础上增加了对生态设计理念,在设计建造时考虑到水工建筑对河流生态系统、生物多样性和周围环境气候的影响,更加注重河流的自然状态,尽量减少工程措施对河流的影响。但是随着时间的推移,所建成各类生态防洪工程会出现一些技术问题,存在安全隐患,影响工程寿命。生态防洪工程的维护管理并不是简单的进行维修就可以,其内容包括前期对建筑物的风险分析、劣化评价和未来劣化过程预测,选择合适的维修方法在合理的时间进行操作的完整过程。此类工程是近年来治水新思路、新理念的新型综合工程的典型,要按照每种工程设施布置、工程结构特点进行科学有效管理,解决工程实际遇到的运行管理、维修养护的问题,延长工程寿命,提高工程的防洪安全性能、生态安全性能,保障工程的社会经济效益和生态环境效益,需要大量的资金投入和合理科学的维修计划。生态防洪工程将是未来水利工程建设的重要方向,这类工程目前仍处于发展阶段,未来对这类工程的维修养护管理也将投入更多的人力物力财力。因此,考虑生态防洪工程长远利益,将LCC优化理论引入到生态防洪工程的维修管理领域,在保证建筑物的性能的前提下,对维修方案进行比选,给决策者提供性价比较高的、合理的维修计划方案,使维修投入资金发挥最大效益。本文主要研究内容及结果如下:（1）在收集了国内外资料的基础上,综述城市生态防洪工程在国内外的建设与管理情况;水工建筑维修计划的研究背景及发展现状;LCC理论在水工领域的应用与发展;归纳了传统水工建筑、城市生态防洪建筑的病害及产生、发展机理等相关内容。（2）阅读大量相关文献以及实地调查生态防洪工程的现状,对比此类工程与传统水工建筑在选材、研究对象、治理效果等方面的不同,归纳生态防洪工程的破坏类型与特点。基于此建立生态防洪工程劣化评价指标体系,其中增加了河流面貌、生物丰度、河流水质、管理执行以及资金投入的评价指标,使评价结果更加全面。本文以某橡胶坝为例建立二级评价指标体系,总目标定为工程的劣化状态,选择安全性、适用性和耐久性作为评价指标体系中的子目标。采用灰色聚类法和模糊可拓层次分析法相结合的方法对每个具体目标进行评价,最后通过最大隶属度原则确定建筑物最终的劣化等级。（3）从工程风险管理角度出发,基于可靠度理论,用失效概率表示工程的可靠程度。采用基于序列子空间的蒙特卡罗-马尔可夫链算法对城市生态防洪工程进行风险模拟,主要是从稳定性和防冲刷等方面通过计算结构当前的失效概率分析结构目前的风险状态。本文以堤防为实例计算其基础冲刷的风险,最终计算得到失效概率为3.061×10-5,满足Ⅰ级建筑物受到一类破坏和二类破坏的失效概率控制指标和精度要求。（4）由于生态防洪工程中还有许多生态型指标具有不确定性因素,结合可靠度理论应用马尔科夫过程建立生态防洪工程的劣化预测模型,以工程破坏的实际情况为基础,将建筑物的劣化状态等级分为四个等级,据此简化马尔科夫过程中的转移状态矩阵,由于计算过程复杂通过编程实现。本文以某橡胶坝运行11年时的劣化状态为初始向量,通过程序预测其未来20-90年每隔10年时所处的劣化状态等级。（5）将全寿命周期成本（Life Cycle Cost,简称LCC）理论引入到城市生态防洪工程运行维护管理领域,根据生态防洪工程的特点建立基于LCC理论生态防洪工程维修计划优化实用模型,以结构的维修方法和维修时间为决策变量,通过多目标遗传算法编程以维修计划中的成本、使用寿命和性能为目标,对滹沱河城市生态防洪工程维修计划进行优化,寻找合理的最优方案,给决策者提供理论依据。本文以橡胶坝为例,选取常见的维修方法以及对应的维修效果、维修费用,通过程序计算得到79组非劣解（即79组符合约束条件的维修方案）,将这些非劣解按照目标分为短期计划、中期计划和长期计划,决策者可以根据工程实际情况和偏好进行决策。
常佳[5]（2020）在《在役钢筋混凝土渡槽时变可靠度研究》文中认为进行在役钢筋混凝土渡槽的可靠度研究对其安全运行具有十分重要的意义。目前,我国已有大量的渡槽结构存在着结构失稳、混凝土结构老化、渗水、漏水、钢筋锈蚀等可靠性与耐久性不足的问题,而与渡槽可靠度相关的规范以及研究却相对较少,且考虑失效因素较为单一。因此,开展针对在役钢筋混凝土渡槽结构的可靠度研究,已成渡槽平稳服役的亟需。本文以河南省焦作市引沁灌区的在役钢筋混凝土渡槽为例,根据现场检测结果,基于可靠度理论,综合考虑渡槽结构多模式失效模式、系统失效模式,并结合非概率可靠度理论,对在役钢筋混凝土渡槽结构进行了多种可靠度的研究。（1）基于混凝土抗压强度与钢筋屈服强度退化模型,建立了渡槽单一构件抗压、抗拉、抗弯承载力衰减计算模型,利用Monte-Carlo法给出了基于有限元受力分析的单一构件时变可靠度计算方法,在单一构件时变可靠度的基础上,采用PNET算法建立了渡槽体系时变可靠度计算模型,并根据此模型对钢筋混凝土渡槽结构进行了体系时变可靠度的计算与分析。结果表明:锈蚀钢筋屈服强度退化速度较混凝土抗压强度退化速度快,在役钢筋混凝土渡槽结构要更加重视钢筋的锈蚀破坏;通过实际工程的计算分析,验证了计算模型的正确性,其能有效地对在役渡槽结构进行寿命预测与维修期限预估。（2）利用概率可靠度原理建立了渡槽材料单一失效模式的时变可靠度计算模型,基于材料单一失效模型与PNET算法提出了在役钢筋混凝土渡槽多失效模式时变可靠度模型。分别采用上述的渡槽材料单一失效模型与多失效模型对焦作市引沁灌区在役渡槽工程实例进行了时变可靠度与失效概率的计算与分析,结果表明:考虑渡槽多失效模式的可靠指标值比单一失效模式的可靠指标值小,且计算结果更加合理;考虑渡槽多失效模式的时变性能及时地掌握渡槽可靠性的动态变化。（3）基于混凝土碳化深度模型与非概率可靠度理论,提出了在役钢筋混凝土渡槽碳化的非概率时变可靠度计算模型。分别采用本文所提计算模型与传统概率可靠度理论对渡槽工程实例进行了相应的计算与分析,并将计算结果与规范进行了对比分析。结果表明:本文计算模型所得使用年限比规范规定值略小,该方法会使渡槽结构偏于安全;采用本文所建立的渡槽非概率时变可靠度计算模型比概率可靠度计算模型所得的可靠指标小,且其能准确简便地对渡槽碳化可靠度进行计算分析。
李向鹏[6]（2020）在《重力坝深层抗滑稳定模糊体系可靠度研究》文中研究说明混凝土重力坝是水利水电工程中最常见的坝型之一,对重力坝坝基深层岩体的稳定分析一直是其建设期和运行期风险评估的关键环节。因岩体结构物理力学特性的复杂性,坝基深层岩体的破坏问题极其复杂,坝基深层抗滑稳定问题理论上属于体系稳定性问题范畴。在对重力坝基岩深层中沿典型双滑移面或多滑移面进行滑移通道失稳研究时,基于刚体极限平衡等安全系数法建立的极限状态方程为隐式形式,且非线性程度较高,传统验算点法难以直接应用;当重力坝基岩地质条件复杂、存在多条滑移通道,且它们间存在共结构面或相同的材料抗力特性等关联性情况时,基岩整体构则成一个失稳的串并联系统;重力坝稳定计算随机变量和失稳极限状态一般还存在模糊性,等等。鉴于这些问题,本文开展重力坝坝基整体抗滑稳定模糊体系可靠度研究,编制了相应的Matlab可靠度计算程序,并结合重力坝典型工程案例开展了应用研究。本论文主要研究内容为:（1）针对重力坝坝基深层多滑移面型式,将差分原理引入SORM法中,计算单滑移通道情况下的抗滑稳定可靠度,同时就差分步长λ对重力坝可靠度计算的影响做了研究分析,重点解决了隐式非线性极限状态方程的可靠度计算问题。鉴于岩土中抗剪断摩擦系数和黏聚力通常服从不同概率分布类型,本文在基于差分原理改进的SORM法中,采用Nataf变换法处理不同分布参数间的相关性,以此对参数相关情况下的可靠度进行分析计算。（2）基于改进SORM法,选用双滑面算例计算,对参数敏感性进行分析并计算多条滑移通道间的相关性,结合宽窄界限法计算体系可靠度,同时采用蒙特卡洛法对计算结果进行对比和验证。（3）选取了具有多条滑移通道,且各滑移通道均为多滑移面类型的计算模型;综合考虑物理力学参数模糊性及相关性,基于改进SORM法计算单一滑移通道模糊可靠度;在此基础上又考虑了结构极限状态的模糊性,并结合MC法计算模糊体系可靠度。进一步探讨了模糊可靠度受隶属函数影响情况。最后,通过对本文总结并获得了一些有益的研究成果,为重力坝基岩的整体稳定性风险评估及决策提供了有效的计算方法和研究思路。
王竹君[7]（2018）在《改进的工程结构全寿命设计理论及全寿命成本模型》文中研究说明工程结构的全寿命设计方法旨在结构的设计阶段,通过考虑结构在全寿命周期中可能遭受的荷载、环境作用和灾害作用,以及全寿命工程活动可能造成的经济影响、环境影响和社会影响,制定结构的设计方案、维护方案及灾害应对方案等,使结构在全寿命过程中满足性能要求,并使各类不良影响降至最低。然而,工程结构的全寿命设计理论体系仍存在一些缺陷,全寿命设计方法的实际应用存在阻碍,全寿命设计过程中无法有效地考虑可持续性要求,而全寿命成本模型的内涵也不完善。鉴于以上问题,本文旨在研究和改进工程结构的全寿命设计理论和设计方法,建立工程结构的全寿命设计绿色指标体系,提出能够覆盖多个设计目标的全寿命分层设计实用方法,通过货币化的方法将可持续性评价中的环境影响和社会影响转化为环境成本和社会成本,并基于经典的结构全寿命成本模型建立包含直接成本、环境成本和社会成本的全寿命总成本模型,通过软件开发和实例分析的方式将全寿命总成本应用于工程实践中,为结构全寿命设计的理论研究和实际应用提供了参考。本文的主要研究工作如下:（1）从工程结构设计理论的演变历程入手,探讨了各阶段设计方法的特点与不足。结合前人提出的全寿命设计目标体系和当下的设计理论发展,建立了修正后的全寿命设计目标体系。其中,传统目标包括结构性能、使用寿命和经济效益目标,而绿色目标包括区域环境、社会影响和全球环境目标。从设计目标、设计时域、动态设计和基于耐久性的设计等方面分析了全寿命设计方法的优势,提出了全寿命设计的指标体系。（2）在工程结构全寿命周期设计理论体系的基础上,总结国内外的绿色建筑评价体系,构建了工程结构全寿命设计的绿色指标体系,包括以区域环境为对象的“区域环境指标”、以人为对象的“用户及社会满意度指标”和以全球生态为对象的“全球环境指标”。通过指标分层、指标分类和权重分析,建立了详细的工程结构全寿命绿色设计指标体系,并针对特定的结构形式、用途和所处环境,构建了沿海高速公路桥梁结构的全寿命设计绿色指标体系框架。（3）结合工程结构的传统设计和绿色设计目标,提出了钢筋混凝土结构的全寿命分层设计法,并将全寿命分层设计的设计过程分为六个层次,涵盖了安全和可靠性、耐久性、经济性、区域环境影响、社会影响和全球环境影响等方面。以某海洋环境中的钢筋混凝土高速公路桥梁结构为例,阐述了全寿命分层设计法的设计过程。与传统结构设计法的结果进行对比,体现了全寿命分层设计法的优势。（4）以结构耐久性为主线,对现有工程结构全寿命设计理论框架进行重组,建立了包含可靠性指标和可持续性指标的全寿命设计指标体系。确定基于结构动态性能的全寿命设计思路;完善全寿命成本的内涵;建立结构可持续发展指标,解决概念模糊和指标重复的问题;强调工程结构耐久性在全寿命设计理论中的贯穿作用。（5）基于污染防治理论提出环境成本模型,计算了常用建筑材料、能源、运输方式和建筑机械的环境成本。对某桥梁结构进行方案比选,对比了钢筋混凝土梁和钢梁在初始建造阶段的直接成本和环境成本。引进了包含环境成本的结构全寿命成本模型,考虑钢梁体系的初始建造成本和后期维护成本,对其进行包含环境成本的全寿命成本分析,并分析了由直接成本和环境成本引起的不确定性,并采用敏感性分析的方法研究了环境成本折现率对结构全寿命总成本的影响。（6）将工程结构的社会影响划分为个人层面影响和社会层面影响,个人层面影响包括身体状态、心理状态和个人经济状态,而社会层面影响包括人居环境、社会经济发展和社会资源,以土木工程基础设施为侧重点,通过具体的计算模型将以上社会影响转化为社会成本。采用劣化过程中的桥梁结构为案例,对社会成本各部分的计算加以说明。根据桥梁的劣化模型、维护方案和工程事故信息,对劣化桥梁结构进行了包含社会成本的全寿命成本分析。（7）工程结构的全寿命总成本为结构在全寿命各阶段的直接成本、环境成本和社会成本之和,基于环境成本和社会成本的计算模型,以MATLAB为平台设计和开发了“工程结构全寿命总成本计算软件”,用于结构的全寿命总成本分析和评价。以宁波市某沿海桥梁为例,针对耐久性退化过程制定了两套维护方案,分别进行了全寿命总成本分析,并对三类成本进行了不确定性分析。最后,采用效用理论对全寿命成本做标准化处理,并对两套维护方案进行比选。
梁斌[8]（2015）在《隧道围岩与支护结构稳定可靠性分析方法研究》文中研究表明隧道工程是岩土工程的重要研究领域之一,由于隧道所处地下环境及岩土体材料成因历史等原因,决定隧道结构稳定的各类因素存在无法忽视的不确定性。而可靠度或相应的非确定性方法可以有效地考虑地层环境及岩土体物理力学参数的变异性,其概率表征指标有助于更清楚地表达地下工程的失效风险。隧道结构稳定可靠性评价一直是隧道工程领域所面临的重大理论问题之一。可靠性评价为实施地下工程可靠性优化设计提供依据,同时也是风险预测的必要环节。合理可行的可靠度计算方法是实施地下工程可靠性评价的必然途径,其计算结果的准确性与适应性不仅直接关系到地下工程的安全可靠程度,而且也将为制定合理的工程处置方案提供依据,对工程决策产生重大影响。为此,本文在考虑隧道工程不确定参数随机特征描述方法及处理的基础上,分别从概率、非概率以及两者相结合的角度对隧道工程进行不确定性分析研究。首先,通过两条途径构建隧道围岩与支护结构功能函数。其一,基于组合拱原理、位移变形协调原理、弹性厚壁筒理论及围岩破裂模型,建立了隧道锚喷支护结构功能函数。其二,根据现代地下结构力学的核心观点——围岩不仅是支护体系的一部分,而且是承载的主体,以Duncan–Fama地层特征描述函数为基础,结合整体式衬砌力学机制,通过收敛-约束原理,导出支护体系中围岩变形表达方程,根据工程类比方法确定承载围岩容许变形,按照变形失稳控制原则,建立围岩结构功能函数。其次,基于概率论模型,针对隧道功能函数高度非线性隐式特征导致常规可靠度方法无法运用这一难点,基于半解析公式的Nataf变换与八点估计法相结合,构建了仅依靠基本变量统计特征并能考虑其相关性的非线性隐式功能函数统计矩点估计法。以统计矩为约束,基于最大熵原理,导出了功能函数的概率密度函数,从而建立了复杂结构可靠度求解的一维直接积分方法,为类似隧道锚喷支护的稳定可靠度求解提供了直观、实用并满足精度的计算途径。为进一步拓展高度非线性泛函隐式功能函数可靠度求解方法,利用数值差分理论将具有很高精度的二次二阶矩算法进行改造,有效地解决了一次二阶矩法、二次二阶矩法等可靠度方法需要对功能函数进行偏导数求解这一难题。将此方法应用于上述第一条途径建立的功能函数模型中,为类似隧道围岩结构的高度非线性隐式功能函数的失效概率计算研制了一种直接求解方法。同时,构建了衬砌安装时机确定、揭示基本参数变异性及其相互作用对隧道结构围岩失稳概率影响的耦合效应分析途径。再次,针对不确定性参数信息缺乏,在非概率模型的框架内,采用区间方法来解决隧道不确定性问题。依据改进子区间法有效地解决了区间扩张,将隐式函数迭代程序与统计优化模型结合起来,得到了功能函数响应值的合理区间,研究一种隧道工程隐式功能函数非概率方法,并应用于隧道工程实际的强度设计中。最后,在不确定性参数信息缺乏表现出小样本特征的前提下,基于集合理论建立隧道超椭球凸集模型;在单位超球体标准向量空间内,运用区间拉丁超立方试验得到虚拟初始样本点同时代入隧道模型获得功能函数的响应值,通过Kriging代理模型拟合隧道围岩结构功能函数。依据非概率可靠性指标的几何涵义,借鉴概率可靠度指标迭代方法,基于代理功能函数求解非概率可靠性指标。根据概率可靠性模型与非概率可靠性模型的相容性,考虑非概率指标小于1时存在的问题,建立隧道工程可靠性分析的综合评价指标。
冯云芬[9]（2015）在《可靠度理论在结构设计中的若干应用研究》文中研究指明自上世纪80年代以来,可靠度理论在结构设计中得到了很大发展,很多国家的结构设计规范都采用了可靠度设计方法,如美国的建筑规范、桥梁规范,欧洲标准以及日本和我国的一些结构设计规范等。但是无论是国内还是国外,可靠度理论在很多方面的应用还不是很完善,需要继续深入研究。就我国而言,可靠度理论在建筑工程领域的应用比较早、发展相对较快,而在电力建设工程领域的应用比较晚、发展也相对较慢。本文结合3个科研项目,对可靠度理论在建筑、港工和电网输电线路设计中的有关问题进行了研究,主要包括以下几个方面：1.针对按现行建筑结构设计规范的分项系数设计方法设计的结构的可靠指标在不同情况下相差较大的问题,提出了建筑结构基于可靠指标的设计方法,其中优化确定了荷载与抗力的灵敏度系数,将其表示为荷载效应比的线性函数,从而建立了分项系数与荷载效应比的简化关系式。计算表明,按本文方法设计的结构的可靠度与目标值具有较好的一致性。2.针对现行建筑结构规范正常使用极限状态设计中的频遇值系数和准永久值系数是按经验确定的问题,根据收集的楼面活荷载与风荷载的统计资料,采用统计原理确定楼面活荷载与风荷载频遇值系数和准永久值系数；针对混凝土规范对正常使用极限状态裂缝宽度验算所采用的荷载组合的修订,分别按规范规定和本文确定的准永久值系数对钢筋混凝土受弯构件的最大裂缝宽度极限状态进行了可靠度分析。结果表明,规范修订后准永久组合下最大裂缝宽度极限状态的可靠度满足统一标准的要求。3.根据海洋环境中钢筋混凝土结构的工作特点,建立了钢筋未锈蚀、钢筋已锈蚀但混凝土保护层未开裂和混凝土保护层已开裂3个阶段的钢筋锈蚀概率模型；采用Monte-Carlo方法对钢筋锈蚀率和3种锈蚀状态的发生概率进行了统计分析；采用建立的钢筋锈蚀率概率模型,对满足港工规范最低耐久性要求的钢筋混凝土受弯构件的时变可靠度进行了分析。结果表明,某时刻钢筋的锈蚀率服从正态-正态双峰分布；结构在海洋环境中暴露时间越长,钢筋未锈蚀和保护层未开裂的概率越小;锈蚀钢筋混凝土构件的可靠度随时间明显降低。4.根据收集的有关荷载、抗力的统计数据和有关标准的验收规定,确定了一般输电线路永久荷载、风荷载、覆冰荷载及杆塔构件、绝缘子、金具和导线抗力的统计参数和概率模型,采用考虑随机变量概率分布类型的一次二阶矩方法对按现行输电线路规范设计的输电线路的相关组件进行了可靠度校准,为确定跨高铁输电线路杆塔构件、绝缘子、金具和导线的目标可靠指标提供了依据。5.根据对一般输电线路的可靠度校准结果,提出了跨高铁输电线路杆塔构件、绝缘子、金具和导线的目标可靠指标；建立了杆塔构件重要性系数以及绝缘子、金具和导线的安全系数与可靠指标的关系,从而可直接通过重要性系数或安全系数对输电线路进行可靠度设计。
王超[10]（2012）在《重力坝系统动力性态的随机数学分析》文中提出不确定性是水工结构设计、施工、使用乃至维修报废的全生命周期中存在的客观现象，但国内真正用理论的方法加以研究，并付诸于实践起步较晚。作为解决不确定性问题的重要途径，引入随机数学的理论，用概率的观点研究重力坝结构系统在复杂环境下的结构安全性问题，成为近年来水工结构安全研究的一个重要趋势，也是多学科交叉的高坝工程设计领域的前沿课题。论文主要针对不确定环境下重力坝性态随机力学分析中的关键技术问题和体系可靠性的评估方法进行研究。主要研究内容和成果如下：（1）研究了高坝结构性态分析的随机建模方法，建立了坝基不良地质体的材料参数完全随机场模型和约束随机场模型，解决了参数随机条件下高坝性态的合理分析和评价问题。考虑重力坝材料参数和数值分析模型的内在随机性，以溶蚀地质条件下的典型工程问题为研究对象，阐述了基于随机场理论建立区域随机单元的方法步骤；进一步，通过Bayes信息更新原理，改进了结构参数的随机场模型，建立了区域结构的约束随机有限元力学模型，分析了区域地质体材料参数随机特性对工程结构性态的影响，解决了结构参数随机条件下高坝性态的合理分析和评价问题。（2）研究了高坝系统地震动力灾变环境的随机描述方法及概率地震反应统计特征，建立了三层次的重力坝概率地震反应分析方法体系，提出了重力坝随机地震反应的概率特征分析方法。针对高坝系统外部动力灾变环境的高变异随机特征，在水电工程场区地震危险性分析的基础上进行了三层次的概率地震反应参数分析，得到了重力坝典型动响应量在不同地震水准下的概率特征；同时针对地震发生时间的随机性，建立了随机地震描述的跳变概率模型，分析了动力环境下结构性能的退化规律。（3）研究了基于Copula函数的重力坝多失效模式相关体系的联合分布模型及可靠性分析方法，推导了基于Copula函数求解相关性体系可靠度的计算式，验证了该分析模型的合理性。不确定性范畴内的重力坝体系可靠性实质上是一个多失效模式相关的串联体系可靠度计算的问题。针对重力坝多模式相关下体系可靠度求解算法的问题，对比了区间估计法和多维数值积分解法，借鉴金融学分析中的多元联合Copula函数，推导了具有力学联系的重力坝体系不同失效模式间的概率计算式。以重力坝结构三元失效模式体系可靠性分析为例，验证了该模型在应用中的合理性。基于Copula函数的相关性可靠度计算模型，是由多模式联合分布多重积分求解到多重差分估算一次思路上的转变。（4）分析了坝体系统动力失稳的薄弱层面失效模式，得出了碾压混凝土重力坝坝身不同高程薄弱面的动力抗滑可靠度的变化规律；在假定条件下，推导了工程上传统的安全系数和可靠度之间的数学关系。研究重力坝系统随机性对结构性态影响的最终目的是要评价不确定性因素对其安全（风险）的影响，即进行可靠度评价。针对重力坝动力系统随机结构体系的特点，采用刚体极限平衡方程为功能函数，以系统动力失稳的薄弱层面为失效模式，分析了重力坝动力失稳体系的可靠度，并与传统安全系数法进行了对比研究。（5）基于极限状态方法提出了识别重力坝动力潜在失效模式的数值搜索方法，完善了复合失效模式下的碾压混凝土重力坝动力体系可靠性的分析方法体系。针对混凝土重力坝坝身块体结构动力破损具有明显的渐进性、复杂性和复合随机性特征，人为拟定失效模式可能并不真实。从极限状态体系的力学观点出发，提出了识别重力坝动力体系潜在失效模式的数值搜索方法，并在此基础上完善了复合失效模式下的大型碾压混凝土重力坝动力体系可靠性的分析方法体系。
二、改进水工结构可靠度理论的若干探讨（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、改进水工结构可靠度理论的若干探讨（论文提纲范文）
（1）有限元响应面法在土石坝可靠度分析中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外可靠度分析研究现状 |
| 1.2.1 国内可靠度分析研究现状 |
| 1.2.2 国外可靠度研究现状 |
| 1.3 可靠度分析在水利工程中的发展 |
| 1.3.1 土料参数随机特性的统计 |
| 1.3.2 可靠度分析方法 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 结构可靠度分析的基本方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 结构可靠度相关概念 |
| 2.3 结构可靠度分析基本公式 |
| 2.3.1 结构的极限状态和功能函数 |
| 2.3.2 结构的可靠指标 |
| 2.4 结构可靠度分析常规方法 |
| 2.4.1 一次二阶矩法 |
| 2.4.2 验算点法 |
| 2.4.3 HL法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 土石坝有限元计算及可靠度数值模拟方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 静力有限元程序简介 |
| 3.2.1 有限单元法的基本原理 |
| 3.2.2 邓肯—张E-B模型 |
| 3.2.3 中点增量法 |
| 3.3 数值模拟法的基本原理 |
| 3.4 蒙特卡洛随机有限元法 |
| 3.4.1 直接Monte Carlo法 |
| 3.4.2 拉丁超立方抽样法 |
| 3.5 响应面法 |
| 3.5.1 响应面法的基本原理 |
| 3.5.2 结构可靠度响应面法模拟的基本原理 |
| 3.5.3 响应面法的局限 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 土石坝变形计算与可靠度分析 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.1.1 计算工况 |
| 4.2 土石坝变形静力计算 |
| 4.2.1 有限元模型 |
| 4.2.2 计算成果及其分析 |
| 4.3 随机变量与试验设计方法的确定 |
| 4.3.1 随机变量的变异性和敏感性 |
| 4.3.2 响应面法模拟的设计抽样 |
| 4.4 土石坝响应面法可靠度分析框架 |
| 4.5 土石坝可靠度计算及分析 |
| 4.5.1 基于响应面法的土石坝破坏极限状态方程的确定 |
| 4.5.2 可靠度计算过程及结果 |
| 4.5.3 不同极限状态下的可靠度分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 主要研究成果 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）基于闸门结构时变可靠度的平面钢闸门维修技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Absrtact |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 2 时变结构可靠度理论分析 |
| 2.1 结构可靠度理论及计算方法 |
| 2.1.1 结构可靠度理论 |
| 2.1.2 结构可靠度计算方法 |
| 2.2 结构时变可靠度理论及计算方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 时变可靠度曲线族研究 |
| 3.1 露顶式平面钢闸门时变可靠度曲线族 |
| 3.1.1 露顶式双主梁平面钢闸门时变可靠度曲线族 |
| 3.1.2 露顶式多主梁平面钢闸门时变可靠度曲线族 |
| 3.2 潜孔式平面钢闸门时变可靠度曲线族 |
| 3.2.1 潜孔式双主梁平面钢闸门时变可靠度曲线族 |
| 3.2.2 潜孔式多主梁平面钢闸门时变可靠度曲线族 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 既有平面钢闸门维修养护技术研究 |
| 4.1 时变可靠度曲线族的区域划分 |
| 4.1.1 锈蚀程度划分 |
| 4.1.2 时变可靠度曲线划分 |
| 4.2 水工钢闸门目标可靠度指标的确定及闸门安全性划分 |
| 4.2.1 目标可靠指标βT的确定 |
| 4.2.2 基于时变可靠度曲线的水工钢闸门安全性划分 |
| 4.3 基于时变可靠度曲线的平面钢闸门检修养护形式改进 |
| 4.3.1 巡回检查 |
| 4.3.2 小修 |
| 4.3.3 大修 |
| 4.3.4 闸门的养护 |
| 4.4 基于时变可靠度曲线的平面钢闸门检修维护规程 |
| 4.4.1 时变可靠度曲线在Ⅰ阶段的检修 |
| 4.4.2 时变可靠度曲线在Ⅱ阶段的检修 |
| 4.4.3 时变可靠度曲线在Ⅲ阶段的检修 |
| 4.4.4 时变可靠度曲线在Ⅳ阶段的检修 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 枫林水利枢纽平板钢闸门检修案例研究 |
| 5.1 工程概况 |
| 5.2 闸门结构简化 |
| 5.3 闸门可靠度计算及时变可靠度曲线的绘制 |
| 5.4 闸门维修规程的设计 |
| 5.4.1 闸门目标可靠指标的确定 |
| 5.4.2 闸门安全级别的判定 |
| 5.4.3 闸门检修方案 |
| 5.4.4 传统检修后时变可靠度计算 |
| 5.4.5 设计检修各方案时变可靠度计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在学期间参加专业实践及工程研究工作 |
| 致谢 |
（3）基于可靠度的在役水工钢闸门锈蚀后工作性态评估研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 钢闸门腐蚀机理及性能退化研究 |
| 1.3.2 锈蚀检测和锈蚀影响数值模拟 |
| 1.3.3 钢闸门的荷载作用及统计特性研究 |
| 1.3.4 钢闸门的可靠度分析研究 |
| 1.3.5 钢闸门结构的维护与加固研究 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第二章 结构可靠度与随机变量的统计分析 |
| 2.1 结构可靠度基本理论 |
| 2.1.1 结构可靠度概述 |
| 2.1.2 功能函数与极限状态 |
| 2.1.3 结构失效概率与可靠指标 |
| 2.2 可靠度的计算方法 |
| 2.2.1 一次二阶矩法 |
| 2.2.2 JC法 |
| 2.2.3 蒙特卡罗法 |
| 2.3 随机变量统计分析 |
| 2.3.1 统计分析计算方法 |
| 2.3.2 分布类型检验 |
| 2.3.3 结构抗力统计分析 |
| 2.3.4 金属锈蚀程度的统计分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 钢闸门锈蚀机理及锈蚀检测方法 |
| 3.1 金属腐蚀概述 |
| 3.2 水工钢闸门的腐蚀机理和影响因素 |
| 3.2.1 钢闸门腐蚀机理 |
| 3.2.2 影响钢闸门腐蚀的主要因素 |
| 3.3 锈蚀状况检测 |
| 3.3.1 锈蚀程度等级 |
| 3.3.2 钢闸门锈蚀状况检查 |
| 3.3.3 锈蚀检测 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 锈蚀对钢闸门静力性能的影响分析 |
| 4.1 钢闸门锈蚀现场检测 |
| 4.1.1 工程概况 |
| 4.1.2 弧形钢闸门锈蚀状况检查 |
| 4.1.3 弧形钢闸门锈蚀检测 |
| 4.2 弧形钢闸门有限元模型 |
| 4.2.1 有限元法简介 |
| 4.2.2 弧形钢闸门模型建立 |
| 4.2.3 工况、荷载及约束条件 |
| 4.2.4 弧形钢闸门锈蚀模拟 |
| 4.3 考虑不同锈蚀程度的弧形钢闸门静力性能分析 |
| 4.3.1 刚度、强度评判标准 |
| 4.3.2 弧形钢闸门锈蚀前的静力性能分析 |
| 4.3.3 弧形钢闸门锈蚀后的静力性能分析 |
| 4.3.4 锈蚀深度对弧形钢闸门静力性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 锈蚀对钢闸门动力性能的影响分析 |
| 5.1 结构动力性能基本理论 |
| 5.2 弧形闸门锈蚀前的动力性能分析 |
| 5.2.1 弧形钢闸门动力分析模型 |
| 5.2.2 弧形钢闸门锈蚀前的动力性能计算结果 |
| 5.2.3 弧形钢闸门锈蚀前的动力性能结果分析 |
| 5.3 弧形钢闸门锈蚀后的动力性能分析 |
| 5.3.1 弧形钢闸门锈蚀后的动力性能计算结果 |
| 5.3.2 弧形钢闸门锈蚀后的动力性能结果分析 |
| 5.4 锈蚀深度对弧形钢闸门动力性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 在役水工钢闸门锈蚀后的可靠度评估 |
| 6.1 随机变量统计分析 |
| 6.2 分析模式的选取 |
| 6.3 钢闸门强度可靠度分析 |
| 6.3.1 主梁可靠度分析 |
| 6.3.2 面板可靠度分析 |
| 6.3.3 支臂可靠度分析 |
| 6.4 钢闸门支臂稳定可靠度分析 |
| 6.4.1 支臂稳定应力计算 |
| 6.4.2 支臂稳定可靠度计算 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）城市生态防洪工程劣化评价及维修计划优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究综述 |
| 1.2.1 生态防洪工程建设与管理情况 |
| 1.2.2 维修计划优化研究现状 |
| 1.2.3 LCC应用现状 |
| 1.3 论文的研究内容及技术路线图 |
| 1.3.1 论文研究内容 |
| 1.3.2 论文研究的技术路线 |
| 2 生态防洪工程的病害分析及劣化评价 |
| 2.1 生态防洪工程病害分析 |
| 2.1.1 生态水工学与传统水工学 |
| 2.1.2 水工混凝土物病害 |
| 2.1.3 生态水工建筑物病害 |
| 2.2 生态防洪工程劣化评价 |
| 2.2.1 生态防洪工程劣化评价标准 |
| 2.2.2 生态防洪工程评价指标体系 |
| 2.2.3 劣化评价方法——模糊综合评价 |
| 2.3 劣化评价实例 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 生态防洪工程风险模拟及劣化过程预测 |
| 3.1 生态防洪工程风险模拟 |
| 3.1.1 序列子空间法简介 |
| 3.1.2 基于MCMC算法的随机样本生成 |
| 3.1.3 基于序列子集和MCMC方法相结合的失效概率求解 |
| 3.2 风险模拟实例 |
| 3.2.1 冲刷失效概率计算 |
| 3.2.2 计算结果分析 |
| 3.3 马尔科夫劣化预测模型 |
| 3.3.1 数学模型 |
| 3.3.2 状态转移矩阵 |
| 3.3.3 简化计算模型 |
| 3.4 劣化预测实例 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于LCC的生态防洪工程维护管理计划优化 |
| 4.1 生态防洪工程的LCC分析模型 |
| 4.1.1 LCC理论基础 |
| 4.1.2 全寿命周期成本分析 |
| 4.1.3 基于LCC的维修计划实用模型 |
| 4.2 改进的多目标遗传算法 |
| 4.2.1 多目标遗传算法 |
| 4.2.2 NSGA-Ⅱ算法 |
| 4.2.3 改进的遗传算法——GNSGA-Ⅱ算法 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 维修计划优化分析——以橡胶坝为例 |
| 5.1 橡胶坝主要病害维修方法 |
| 5.1.1 维修方法 |
| 5.1.2 维修效果 |
| 5.2 橡胶坝基本资料 |
| 5.2.1 橡胶坝结构参数设定 |
| 5.2.2 目标函数和约束条件设计 |
| 5.2.3 维修成本计算 |
| 5.3 优化结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表的学术论文 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
| 附录 |
（5）在役钢筋混凝土渡槽时变可靠度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外可靠度理论研究现状 |
| 1.2.1 国内外工程结构可靠度理论研究现状 |
| 1.2.2 国内外水工结构可靠度理论研究现状 |
| 1.3 研究中存在的问题 |
| 1.4 研究内容与创新点 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 创新点 |
| 2 结构可靠度的基本理论与方法 |
| 2.1 结构概率可靠度的基本理论 |
| 2.1.1 结构的功能函数与极限状态 |
| 2.1.2 结构可靠度与可靠指标 |
| 2.1.3 结构可靠指标的求解方法 |
| 2.2 结构非概率可靠度的基本理论 |
| 2.2.1 结构非概率可靠度的基本概念 |
| 2.2.2 结构非概率可靠度的求解方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 在役钢筋混凝土渡槽体系时变可靠度分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结构体系失效模型的简化 |
| 3.3 结构体系可靠度的计算方法 |
| 3.3.1 失效概率的界限估计法 |
| 3.3.2 概率网络估计技术法 |
| 3.4 渡槽结构体系时变可靠度模型 |
| 3.4.1 材料抗力衰减模型 |
| 3.4.2 构件抗力退化模型 |
| 3.4.3 基于有限元分析的构件时变可靠度分析模型 |
| 3.4.4 渡槽结构体系时变可靠度 |
| 3.5 实例计算与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 在役钢筋混凝土渡槽多失效模式时变可靠度分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料失效模式的识别 |
| 4.2.1 混凝土碳化深度计算模型 |
| 4.2.2 钢筋锈蚀量计算模型 |
| 4.3 单一失效模式时变可靠度 |
| 4.3.1 混凝土碳化时变可靠度计算模型 |
| 4.3.2 钢筋锈蚀时变可靠度计算模型 |
| 4.4 基于PNET算法的多失效模式时变可靠度 |
| 4.5 基于蒙特卡罗法的各失效模式可靠度计算方法 |
| 4.6 实例计算与分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 在役钢筋混凝土渡槽非概率时变可靠度分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于区间模型理论的渡槽碳化非概率时变可靠度 |
| 5.2.1 混凝土碳化深度理论 |
| 5.2.2 基于区间理论的渡槽混凝土碳化非概率时变可靠度模型 |
| 5.3 实例计算与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）重力坝深层抗滑稳定模糊体系可靠度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状及发展动态 |
| 1.2.1 随机-模糊可靠度研究现状 |
| 1.2.2 重力坝坝基滑移失稳形式示意图 |
| 1.3 重力坝抗滑稳定研究方法介绍 |
| 1.3.1 刚体极限平衡法 |
| 1.3.2 结构模型实验法 |
| 1.3.3 分项系数法 |
| 1.3.4 有限元分析法 |
| 1.4 本文主要研究目标 |
| 2 结构可靠度基本理论和计算方法 |
| 2.1 结构随机可靠度分析 |
| 2.1.1 结构设计中的随机变量 |
| 2.1.2 结构功能函数 |
| 2.1.3 结构一种破坏模式下可靠度计算 |
| 2.1.4 结构体系失效概率计算原理简述 |
| 2.2 结构单破坏模式可靠度常用计算方法 |
| 2.2.1 常用计算方法简述 |
| 2.2.2 蒙特卡罗法 |
| 2.3 结构体系可靠度研究 |
| 2.3.1 体系可靠度 |
| 2.3.2 计算结构体系失效概率的界限法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 结构模糊随机可靠度分析 |
| 3.1 模糊可靠度理论 |
| 3.1.1 模糊集合 |
| 3.1.2 模糊事件概率表达式 |
| 3.2 隶属函数的确定 |
| 3.2.1 隶属函数确定原则 |
| 3.2.2 常用隶属函数介绍 |
| 3.3 结构模糊随机可靠度积分形式 |
| 3.3.1 仅结构设计参数模糊 |
| 3.3.2 仅结构极限状态模糊 |
| 3.3.3 结构设计参数和极限状态均模糊 |
| 3.4 模糊随机可靠度分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于差分原理的重力坝坝基稳定体系可靠度分析 |
| 4.1 功能函数偏导数的差分计算 |
| 4.1.1 数值差分原理 |
| 4.1.2 基于差分原理可靠指标β的计算 |
| 4.2 坝基深层抗滑稳定体系可靠度计算 |
| 4.2.1 结构破坏模式间相关性 |
| 4.2.2 体系可靠度计算方法 |
| 4.3 算例分析 |
| 4.3.1 工程概况 |
| 4.3.2 建立极限状态方程 |
| 4.3.3 单滑移通道可靠度分析 |
| 4.3.4 体系可靠度计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于模糊理论的重力坝深层抗滑稳定体系可靠度分析 |
| 5.1 工程概况 |
| 5.2 建立极限状态方程 |
| 5.3 模糊可靠度计算方法 |
| 5.4 模糊随机可靠度计算 |
| 5.4.1 参数模糊-极限状态明确 |
| 5.4.2 参数模糊-极限状态模糊 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文主要工作及成果 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）改进的工程结构全寿命设计理论及全寿命成本模型（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 目前研究中存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究工作 |
| 参考文献 |
| 第2章 工程结构的全寿命设计理论框架和目标体系 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 工程结构设计方法和设计理论的演化 |
| 2.3 工程结构全寿命设计理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 工程结构全寿命绿色评价体系及绿色建造分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工程结构全寿命绿色评价指标的构建 |
| 3.3 工程结构全寿命绿色评价指标的内涵 |
| 3.4 案例分析与应用 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 劣化钢筋混凝土结构的全寿命分层设计法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 全寿命设计目标体系 |
| 4.3 全寿命分层设计法 |
| 4.4 案例分析 |
| 4.5 传统结构设计法与全寿命分层设计法的对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 改进的工程结构全寿命设计理论框架 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 改进的的工程结构全寿命设计理论指标体系 |
| 5.3 结构耐久性对安全性、适用性的影响 |
| 5.4 结构的极限状态与使用寿命 |
| 5.5 全寿命环境指标、社会指标与全寿命成本的关系 |
| 5.6 结构耐久性对可持续发展指标的影响 |
| 5.7 新旧全寿命设计理论体系的比较 |
| 5.8 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第6章 工程结构的全寿命环境影响与环境成本 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 工程结构的环境成本模型 |
| 6.3 包含环境成本的初始成本及结构选型 |
| 6.4 包含环境成本的桥梁梁构件全寿命成本分析 |
| 6.5 环境成本折现率 |
| 6.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 工程结构的全寿命社会影响与社会成本 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 工程结构的社会影响类别和社会成本 |
| 7.3 包含社会成本的全寿命成本模型 |
| 7.4 案例分析:包含社会成本的全寿命成本分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第8章 基于可持续性的全寿命总成本模型及工程决策 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 结构全寿命总成本模型及全寿命总成本计算软件 |
| 8.3 宁波市某桥梁工程实例 |
| 8.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第9章 结论与展望 |
| 9.1 主要研究成果 |
| 9.2 主要创新点 |
| 9.3 研究展望 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（8）隧道围岩与支护结构稳定可靠性分析方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究问题的提出 |
| 1.3 隧道结构承载特性及力学模式 |
| 1.3.1 隧道工程承载特性 |
| 1.3.2 隧道工程主要力学模式概述 |
| 1.4 工程结构可靠度研究现状 |
| 1.4.1 概率可靠度分析方法 |
| 1.4.2 非概率可靠性分析方法 |
| 1.5 隧道工程可靠度研究现状 |
| 1.5.1 隧道概率可靠度计算方法 |
| 1.5.2 隧道非概率可靠性计算方法 |
| 1.6 本文主要内容与研究思路 |
| 第2章 锚喷结构功能函数推演及失效概率积分求解 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 隧道支护结构类型 |
| 2.2.1 刚性支护结构 |
| 2.2.2 柔性支护结构 |
| 2.2.3 复合式支护结构 |
| 2.3 隧道锚喷结构功能函数推演 |
| 2.3.1 基于组合拱理论的隧道支护结构力学分析 |
| 2.3.2 隧道锚喷支护结构功能函数 |
| 2.3.3 基于等代圆法的隧道断面处理 |
| 2.4 失效概率求解的一维直接积分算法 |
| 2.4.0 结构可靠度基本理论 |
| 2.4.1 相关非正态变量的处理方法 |
| 2.4.2 基于概率统计矩的八点估计法 |
| 2.4.3 功能函数的概率密度函数拟合 |
| 2.5 数值实例验证 |
| 2.5.1 数值实例 1 |
| 2.5.2 数值实例 2 |
| 2.5.3 数值实例 3 |
| 2.6 工程实例分析及讨论 |
| 2.6.1 工程概况 |
| 2.6.2 分析过程及结果 |
| 2.6.3 相关系数及变异系数对失效概率的影响 |
| 2.7 小结 |
| 第3章 围岩变形失稳模型及二阶矩法的拓展 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于围岩变形控制的结构功能函数 |
| 3.2.1 隧道地层特征函数 |
| 3.2.2 支护结构体系中围岩变形状态方程 |
| 3.2.3 围岩变形极限状态方程 |
| 3.3 可靠度分析的矩法及其局限性 |
| 3.3.1 一次二阶矩法基本原理 |
| 3.3.2 二次二阶矩法基本原理 |
| 3.3.3 矩法局限性分析 |
| 3.4 基于差分求导的可靠度计算 |
| 3.4.1 导数与差分的关系 |
| 3.4.2 偏导数的差分计算 |
| 3.5 数值实例验证 |
| 3.6 工程实例分析及讨论 |
| 3.6.1 工程概况 |
| 3.6.2 分析计算结果 |
| 3.6.3 参数变异的敏感性分析 |
| 3.6.4 参数变异耦合对失稳概率的影响 |
| 3.6.5 衬砌安装时机对失稳概率的影响 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 隧道隐式功能函数的改进子区间求解法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 区间分析简介 |
| 4.2.1 基本形式与概念 |
| 4.2.2 基本运算法则 |
| 4.2.3 代数运算性质 |
| 4.2.4 区间扩张及区间相关性 |
| 4.3 区间算法及其他扩展函数形式 |
| 4.3.1 区间截断法及改进的区间截断法 |
| 4.3.2 子区间法 |
| 4.3.3 系列区间扩展函数 |
| 4.3.4 中心形式扩展函数 |
| 4.3.5 均值形式扩展函数 |
| 4.4 隐式功能函数可靠性分析方法研究 |
| 4.4.1 区间非概率可靠性模型 |
| 4.4.2 隐式函数区间解SI的确定 |
| 4.4.3 隐式功能函数可靠性模型 |
| 4.5 工程算例分析 |
| 4.5.1 最小支护阻力函数 |
| 4.5.2 计算方案的确定 |
| 4.5.3 工程实例计算 |
| 4.6 参数敏感性区间分析 |
| 4.6.1 敏感性因子矩阵 |
| 4.6.2 参数敏感性分析 |
| 4.7 结论 |
| 第5章 隧道凸集模型非概率综合指标求解 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 隧道超椭球凸集模型构建 |
| 5.2.1 凸集模型理论基础 |
| 5.2.2 隧道超椭球凸集模型构建 |
| 5.2.3 凸集模型非概率可靠性指标求解原理 |
| 5.2.4 隧道凸集模型非概率可靠性指标求解难点 |
| 5.3 Kriging代理模型的构建过程 |
| 5.4 基于试验设计的样本点构造 |
| 5.4.1 Monte-Carlo抽样技术 |
| 5.4.2 均匀试验设计 |
| 5.4.3 拉丁超立方试验设计 |
| 5.5 隧道代理功能函数构建及非概率可靠性综合指标求解流程 |
| 5.6 工程实例分析及讨论 |
| 5.6.1 工程概况 |
| 5.6.2 分析过程及结果 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 罗依溪公路隧道结构稳定可靠度分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 依托工程概况 |
| 6.2.1 隧道总体及衬砌设计 |
| 6.2.2 地形地貌 |
| 6.2.3 地层岩性 |
| 6.2.4 区域地质构造 |
| 6.2.5 地震 |
| 6.2.6 水文地质条件 |
| 6.3 典型断面一的概率可靠性分析 |
| 6.3.1 典型断面一岩体力学参数 |
| 6.3.2 毛洞可靠度的一维积分方法求解 |
| 6.3.3 围岩与支护结构可靠度的一维积分方法求解 |
| 6.3.4 考虑参数相关性毛洞可靠度的一维积分方法求解 |
| 6.3.5 考虑参数相关性围岩与支护结构可靠度的一维积分方法求解 |
| 6.3.6 计算结果对比分析 |
| 6.4 典型断面二非概率可靠性分析 |
| 6.4.1 典型断面二岩体力学参数 |
| 6.4.2 典型断面二的区间非概率分析 |
| 6.4.3 典型断面二的凸集模型非概率分析 |
| 6.5 小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A（攻读学位期间所发表的学术论文、科研情况) |
（9）可靠度理论在结构设计中的若干应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| TABLE OF CONTENTS |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 结构可靠度理论的研究与应用 |
| 1.2.1 结构可靠度的计算方法 |
| 1.2.2 结构可靠度理论的应用 |
| 1.3 承载能力极限状态设计 |
| 1.4 正常使用极限状态设计 |
| 1.4.1 正常使用极限状态的荷载组合 |
| 1.4.2 正常使用极限状态可靠度分析 |
| 1.5 氯盐环境下钢筋混凝土结构的时变可靠度 |
| 1.5.1 钢筋混凝土结构性能退化过程 |
| 1.5.2 钢筋锈蚀对钢筋力学性能的影响 |
| 1.5.3 钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构承载力的影响 |
| 1.5.4 钢筋混凝土结构耐久寿命的概率预测 |
| 1.5.5 锈蚀钢筋混凝土结构时变可靠度分析 |
| 1.6 跨高铁输电线路的可靠度 |
| 1.6.1 一般输电线路的可靠度 |
| 1.6.2 跨高铁输电线路可靠度 |
| 1.7 存在的问题 |
| 1.8 本文的主要研究内容 |
| 2 建筑结构基于可靠指标的设计方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分项系数与可靠指标的关系 |
| 2.3 灵敏度系数的确定 |
| 2.3.1 灵敏度系数取国际标准建议值 |
| 2.3.2 优化确定灵敏度系数 |
| 2.3.3 以荷载效应比的线性函数表示灵敏度系数 |
| 2.3.4 可靠指标的离散性 |
| 2.5 可变作用的组合值系数 |
| 2.6 算例 |
| 2.7 小结 |
| 3 频遇值系数和准永久值系数的确定与钢筋混凝土构件裂缝宽度极限状态可靠度分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 荷载频遇值和准永久值的确定方法 |
| 3.3 频遇值系数和准永久值系数的确定 |
| 3.3.1 楼面活荷载的频遇值系数和准永久值系数 |
| 3.3.2 风荷载的频遇值系数 |
| 3.3.3 频遇值系数和准永久值系数汇总 |
| 3.4 钢筋混凝土构件裂缝宽度极限状态可靠度分析 |
| 3.4.1 极限状态方程 |
| 3.4.2 荷载与抗力统计参数 |
| 3.4.3 可靠度分析 |
| 3.5 小结 |
| 4 海洋环境下钢筋混凝土构件钢筋锈蚀率的概率模型及时变可靠度分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 钢筋混凝土构件劣化过程及概率描述 |
| 4.2.1 钢筋初锈阶段 |
| 4.2.2 混凝土保护层开裂阶段 |
| 4.2.3 混凝土保护层开裂后钢筋加速锈蚀阶段 |
| 4.2.4 随机变量的统计参数 |
| 4.3 钢筋锈蚀损失的概率模型 |
| 4.3.1 钢筋锈蚀模型 |
| 4.3.2 钢筋锈蚀深度 |
| 4.3.3 钢筋锈蚀率 |
| 4.4 钢筋锈蚀率的概率分析 |
| 4.4.1 钢筋锈蚀率模拟 |
| 4.4.2 钢筋锈蚀率统计分析 |
| 4.4.3 钢筋锈蚀率概率分布 |
| 4.5 海洋环境钢筋混凝土受弯构件的时变可靠度分析 |
| 4.5.1 抗力衰减模型 |
| 4.5.2 时变可靠度分析 |
| 4.6 小结 |
| 5 一般输电线路的可靠度校准 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 荷载与抗力的概率分布和统计参数 |
| 5.2.1 荷载 |
| 5.2.2 抗力 |
| 5.2.3 荷载与抗力统计参数汇总 |
| 5.3 杆塔杆件可靠度校准 |
| 5.3.1 规范设计基本表达式 |
| 5.3.2 杆塔轴心受力构件可靠度校准 |
| 5.3.3 杆塔轴心受压构件稳定可靠度校准 |
| 5.3.4 杆塔构件可靠指标汇总及分析 |
| 5.4 绝缘子可靠度校准 |
| 5.5 金具可靠度校准 |
| 5.6 导线可靠度校准 |
| 5.7 小结 |
| 6 跨高铁输电线路目标可靠指标的确定与可靠度设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 安全等级 |
| 6.3 目标可靠指标的确定方法 |
| 6.4 跨越高铁输电线路的目标可靠指标 |
| 6.4.1 基准可靠指标 |
| 6.4.2 目标可靠指标 |
| 6.5 重要性系数和安全系数与可靠指标的关系 |
| 6.5.1 杆塔构件重要性系数与可靠指标的关系 |
| 6.5.2 绝缘子、金具和导线安全系数与可靠指标的关系 |
| 6.6 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点摘要 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）重力坝系统动力性态的随机数学分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 重力坝系统中的不确定问题 |
| 1.3 重力坝性态的概率分析方法研究进展 |
| 1.3.1 随机结构仿真及分析方法进展 |
| 1.3.2 结构地震反应概率特征分析进展 |
| 1.4 可靠度基本理论及算法研究进展 |
| 1.5 重力坝动力体系可靠性研究进展 |
| 1.6 现存的主要问题 |
| 1.7 本文主要工作及创新点 |
| 1.7.1 组织结构及主要工作 |
| 1.7.2 本文创新点 |
| 第二章 地质参数随机场下重力坝性态分析的概率方法研究 |
| 2.1 问题的提出及工程背景 |
| 2.1.1 问题的提出 |
| 2.1.2 依托工程概述 |
| 2.2 研究理论及方法 |
| 2.2.1 随机场的构建原理 |
| 2.2.2 随机场的离散模型 |
| 2.3 完全随机场（RF）下重力坝性态的随机力学分析 |
| 2.3.1 区域结构体的随机模拟方法 |
| 2.3.2 随机力学模型及计算参数 |
| 2.3.3 与确定性结果的对比分析 |
| 2.4 约束随机场（CRF）下重力坝性态的随机力学分析 |
| 2.4.1 基于 Bayes 原理的参数信息更新 |
| 2.4.2 基于信息更新的约束参数随机场模型 |
| 2.4.3 与完全随机场及确定性结果的对比分析 |
| 2.5 不同随机模拟方法的计算效率研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 随机地震下重力坝动力性态分析的概率方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 概率地震危险性分析（PSHA） |
| 3.2.1 危险性分析方法 |
| 3.2.2 地震加速度的一般概率分布 |
| 3.2.3 水电工程地震作用概率模型探讨 |
| 3.3 重力坝概率地震反应分析（PSDA） |
| 3.3.1 超越概率分析方法 |
| 3.3.2 依托工程及计算模型 |
| 3.3.3 地震动输入选取 |
| 3.3.4 塑性损伤本构模型 |
| 3.3.5 重力坝反应参数的超越概率分析 |
| 3.4 随机地震下重力坝性能退化的概率模型 |
| 3.4.1 结构性能退化的一般模型 |
| 3.4.2 随机地震下重力坝性态退化概率模型推导 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 重力坝结构体系可靠性的特点及算法研究 |
| 4.1 基本计算原理 |
| 4.1.1 极限状态及可靠度 |
| 4.1.2 相关非正态变量的处理方法[162] |
| 4.1.3 常规可靠度计算方法 |
| 4.2 重力坝失效系统的特点及简化模型 |
| 4.3 多模相关体系可靠度的解法研究 |
| 4.3.1 区间估计法 |
| 4.3.2 基于 Copula 函数的多重差分计算模型 |
| 4.3.3 Copula 函数模型多重差分解法 |
| 4.3.4 算例验证 |
| 4.3.5 实例分析及算法对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 拟定失效模式下重力坝动力体系可靠性研究 |
| 5.1 研究思路 |
| 5.2 重力坝动力失效模式实例 |
| 5.3 工程实例分析 |
| 5.3.1 失效模式的拟定 |
| 5.3.2 建立动力体系可靠度数学模型 |
| 5.3.3 重力坝稳定体系的动力可靠性分析 |
| 5.4 传统安全系数与可靠度的关系 |
| 5.4.1 规律等价但并非线性关系 |
| 5.4.2 两者间函数关系推导 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 搜索失效模式下重力坝动力体系可靠性研究 |
| 6.1 整体研究思路与方法 |
| 6.2 复合随机下重力坝强震失效模式搜索方法 |
| 6.2.1 基于随机数值试验的失效模式搜索新方法 |
| 6.2.2 坝体渐进破坏模型及数值方法 |
| 6.2.3 搜索方法的验证—koyna 大坝破坏模式 |
| 6.3 建立动力体系可靠度数学模型 |
| 6.3.1 单元功能函数及失效概率 |
| 6.3.2 单一失效路径可靠指标的计算 |
| 6.3.3 考虑失效路径相关性的多失稳模式体系可靠度 |
| 6.3.4 考虑地震随机性的全概率动力可靠度 |
| 6.4 重力坝动力体系可靠性分析实例 |
| 6.4.1 重力坝动力特性分析 |
| 6.4.2 基于随机数值试验的渐进破坏模式搜索 |
| 6.4.3 失效模式统计概化 |
| 6.4.4 体系的动力可靠性分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究成果和结论 |
| 7.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 附录 |
| 致谢 |
四、改进水工结构可靠度理论的若干探讨（论文参考文献）
- [1]有限元响应面法在土石坝可靠度分析中的应用[D]. 宋宇宁. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]基于闸门结构时变可靠度的平面钢闸门维修技术研究[D]. 孙博. 长春工程学院, 2020(04)
- [3]基于可靠度的在役水工钢闸门锈蚀后工作性态评估研究[D]. 朱振寰. 南昌大学, 2020(01)
- [4]城市生态防洪工程劣化评价及维修计划优化[D]. 张文雅. 河北农业大学, 2020(01)
- [5]在役钢筋混凝土渡槽时变可靠度研究[D]. 常佳. 中原工学院, 2020(01)
- [6]重力坝深层抗滑稳定模糊体系可靠度研究[D]. 李向鹏. 大连理工大学, 2020(02)
- [7]改进的工程结构全寿命设计理论及全寿命成本模型[D]. 王竹君. 浙江大学, 2018
- [8]隧道围岩与支护结构稳定可靠性分析方法研究[D]. 梁斌. 湖南大学, 2015(02)
- [9]可靠度理论在结构设计中的若干应用研究[D]. 冯云芬. 大连理工大学, 2015(07)
- [10]重力坝系统动力性态的随机数学分析[D]. 王超. 天津大学, 2012(06)