基于多元非线性回归的隧道结构可靠度及敏感性分析.pdf

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1、四川建筑科学研究第39卷第3期68SichuanBuildingScience2013年6月基于多元非线性回归的隧道结构可靠度及敏感性分析杨昀，武清玺，戚桂宾(河海大学力学与材料学院，江苏南京210098)摘要：针对隧道衬砌结构可靠度分析中功能函数难以显式表达的特点，类比响应面法提出了一种较为实用的可靠度计算方法。该方法利用ABAQUS非线性有限元分析及Origin数据处理的优势，拟合出各参数的单一随机变量函数，进行敏感性分析，从中提取能反映结构响应与随机变量变化关系的有价值因子进行组合。最后利用多元线性或非线性回归求出待定系数的值，得到满足工程要

2、求的显式功能函数，进而用编制的一次二阶矩法可靠度指标计算程序进行可靠度计算。关键词：衬砌结构；有限元；多元非线性回归；一次二阶矩法；敏感性；结构可靠度中图分类号：U451．4文献标志码：A文章编号：1008—1933【2013)03—068—05AnalyseonreliabilityandsensitivityoftunnelstructurebasedonmultivariatenonlinearregressionYANGYun，wUQingxi，QIGuibin(CollegeofMechanicsandMaterials，HohaiUni

3、versity，Nanjing210098，China)Abstract：Thereliabilityanalysisoftunnelliningstructureisdi~eulttoshowasexplicitexpression，becausethischaracteristic，analogresponsesurfacemethod，asapracticalreliabilitycalculationmethod，isusingtheadvantageofABAQUSnon—linearfiniteelementanalysisandOri

4、gindataprocessing，fromfittingsinglerandomvariablefunctionofparametersforsensitivityanalysis，extractsvaluablefactorswhichcanreflectthestructuralresponseandrandomvariablerelationshiptocombine．Thenusingmultiplelinearornonlinearregressiondeterminesthevalueofundeterminedcoefficient

5、s，gettheexplicitfunctionwhichmeettheengineeringrequirements，andthencalculatethereliabilityapplytoself-designedcalculationprogramaboutfirst—ordersecond—momentmethod．Keywords：liningstructure；finiteelement；multivariatenonlinearregression；first—ordersecond—momentmethod；sensitivity

6、；structuralreliability单一，计算结果精度不甚理想。为此，本文利用多元0引言非线性回归的方法求解功能函数，其计算量小且精近年来，随着隧道技术的发展，以及列车运行速度高，对隧道设计施工具有一定的参考价值。度的不断提高，人们对地铁隧道安全性提出了更高1多元非线性回归法简介的要求。应用可靠度理论，推行结构概率设计方法、制定相应的结构设计标准以取代传统的安全系数设多元非线性回归，即研究三个及以上不同变量之间的非线性关系。其方法为先将变量之间的非线计法，是当今国内外结构设计发展的必然趋势。性方程线性化，然后利用多元回归公式，求出所需未由于

7、地下隧道结构的复杂性和岩性参数的不确定性，难以用解析法求得可靠度分析中的显式功能知量。设回归方程为：函数。为解决上述问题，我国的张弥教授等将响应面法引人到隧道结构可靠度分析中，并对响应面Y：a0+口11+n2雹+⋯+口mⅡl(1)法作了改进，用以计算衬砌结构的荷载效应。但响式(1)是m次多项式。变换公式，令=(X。)应面法受输人变量的影响，设计的功能函数形式(=1，2，⋯，m)，则有：Y=a0+a1X1+n22+⋯+nmm(2)收稿日期：2013-03-29这就将多元非线性转化为多元线性回归问题，作者简介：杨昀(1984一)。男，江苏南通人，硕士，

8、研究方向：隧道可求解其待定系数。本文用Origin软件对计算数结构可靠度。E—mail：zonekokia@126．com