可靠度理论在水工结构应用中的探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第2期水电能源科学Vo1．26NO．22008年4月WaterResourcesandPowerApr．2008文章编号：1000—7709(2008)02—0085—03可靠度理论在水工结构应用中的探讨张勇陈俊郭训平(1．紧水滩水力发电厂，浙江丽水323000；2．中国水电十五局第二工程公司，陕西西安710068)摘要：针对传统概率可靠度模型在水工结构应用中的局限性，介绍了一种非概率可靠度理论，在信息缺乏的情况下基于各参数变化区间进行复杂大坝的结构分析。实例表明，计算方法简便，结果符合理论规律

2、，实用性强。关键词：水工结构；可靠度理论；不确定性；非概率可靠性；中图分类号：TBI14．3；O213．2；TV642．4文献标志码：A在工程安全分析中有大量不确定因素，利用态分布时，可通过随机变量特征参数函数运算确定安全因子处理不确定性问题缺点较多。随着科学综合随机变量R、S的统计特征值，再进行求解。技术的发展，综合考虑各因素的可靠性理论应运1．2水工结构应用中不确定性分析而生。在可靠性计算中，通常引用概率统计理论在概率可靠度模型中将不确定性作为随机性描述不确定性，用“失效概率”衡量结构的可靠性处理。当R、S均有大量实测资料时，』9就有一定将影响结

3、构极限状态的各因素，如外部荷载及其的优越性。但在水工结构应用中，并不能用较为在构件中的内力、材料强度及承载能力(结构抗精确的概率理论处理遇到的不确定性[2]问题。力)等都看作随机变量。以概率理论为基础[1]的1．2．1荷载分析可靠度分析法需要足够的信息才可应用于水工结大坝主要荷载为水压力和自重。水位具有较大构设计中，但由于水工结构设计具有复杂性、独特的随机性，通过泄水设施可人为控制坝前水位，最高性和不确定性，缺乏大量相关信息，因此在应用时水位可作为定值。坝体混凝土重度较稳定，也可作就存在局限性。对此，本文引入非概率可靠性分为定值。基岩中的渗透压力是变

4、化较大的一种荷析法以解决目前水工可靠性分析中存在的问题。载，主要取决于地质结构、帷幕灌浆质量及排水系统的效果。由于缺乏实际资料，在设计阶段很难进行1概率可靠度理论分析概率分布和统计参数的计算。温度荷载也是变量，取决于气温、水温和日照的变化，建坝前仅能较粗略1．1传统概率可靠度理论的估计，较难得到准确的参数。地震荷载变异较大，在结构可靠性分析中常根据失效准则建立结目前仅能综合各项因素提出一个范围值。构的功能函数，一般表述为：1．2．2抗力分析M—g(R，S)一R—S(1)(1)坝体抗力。在大坝设计阶段仅对混凝土式中，R、S分别为结构自身荷载和抗力参数，

5、为随配合比进行弹性模量和极限拉伸试验，因样本少机变量。当M

6、靠度理论的应用。』9一(R一s)／~／a丧+§(3)(2)基岩抗力分析。混凝土坝失事多由基岩式中，、分别为均值和标准差。当R、S不服从正破坏引起，因此基岩抗力对大坝的可靠性影响巨收稿日期：2007-12-17，修回日期：2008-02-18作者简介：张勇(1982一)，男，硕士研究生，研究方向为大坝安全监测和可靠度理论，E-mail：zhy{ounder@163．corn维普资讯http://www.cqvip.com·86·水电能源科学大。基岩内部的软弱夹层和断层是削弱基岩承载道不确定参数的界限而不要求其具体的分布形式，力的最重要因素。由于岩土体物

7、质组成、结构、物且不涉及概率的概念，不必要求其概率密度函数或理力学性质复杂，而且还处于复杂的地应力、地下隶属函数，当统计数据缺乏或难以得到实验数据时水环境之中，故设计阶段根据少量钻孔和探硐估可首选此法；③在实际工程中一般都较易给出各计夹层和基岩内部软弱构造面的摩擦系数、粘聚参数的变化区间而不是概率分布，所以非概率可靠力等较困难。在实际工程基岩稳定性分析中，构性分析方法具有较强的工程实用性。造面产状、连通率、渗透压力系数、摩擦系数、粘聚根据非概率可靠性理论，文献r-s]基于区间分力等实测数据少，很难得到概率分布和统计参数，析方法提出了一种非概率可靠性度

8、量体系。设因此影响了概率模型的计算分析结果。x一{X，X。，⋯，)为结构的基本不确定性变量向1．3概率可靠度