地下結構隨機荷載反演與可靠性分析研究.pdf

1、地下空間結構諸如地鐵隧道、共同溝等都是城市生命線工程的重要組成部分，如何保證大型地下工程結構的安全性與功能運行要求，已成為城市地下工程防災減災研究中的一個重要課題。在這一背景下，地下結構的安全性監(jiān)測與預警變得越來越重要。 本文分別對地下結構的安全性監(jiān)測、荷載反演、可靠性分析作了相關研究，由于傳統(tǒng)監(jiān)測技術手段的不足，進行了新型傳感器的應用研究：包括光纖光柵傳感技術、應變膜監(jiān)測技術、無線網絡傳感技術。它們可以實現大規(guī)模、分布式的監(jiān)測

2、，為現場監(jiān)測的手段開辟一條新的道路。 針對地下結構荷載分布的復雜性，提出了用樣條插值函數曲線來近似代替地下結構的實際荷載曲線，進行結構荷載反演的方法。討論了遺傳算法在優(yōu)化反演當中的應用．相比于傳統(tǒng)的優(yōu)化算法，遺傳算法具有群體搜索的功能，易于收斂到全局最優(yōu)解或近似全局最優(yōu)解。提出了基于概率密度演化的隨機荷載反演方法，概率密度演化方法揭示了隨機系統(tǒng)樣本點概率信息之間的本質關系，從而，不僅實現了對客觀系統(tǒng)的正確反映，也大大降低了問題求

3、解的難度和工作量。利用所發(fā)展的方法，不僅可以獲得反演荷載的統(tǒng)計特征值，同時可以得到地下結構荷載的概率密度函數曲面。 發(fā)展了基于概率密度演化思想的地下結構可靠性分析方法。在此方法中，通過求解概率密度方程，可以得到響應量的概率密度函數曲線，相比于其它隨機分析方法，具有精確解答性，而且在計算效率上也得到大大提高。介紹了基于等價極值事件的結構體系可靠性分析方法，并將等價極值事件的基本思想推廣應用到復雜失效準則下地下結構的可靠性分析之中。