基于区间理论的基坑围护结构系统非概率可靠度研究

论文摘要

随着我国经济建设和城市现代化的飞速发展,基坑工程日益增多,有关基坑坍塌的工程事故也屡见不鲜,因此基坑围护结构稳定性的研究也成为目前基坑工程中最重要的研究课题之一。然而,基坑工程中岩土介质高度的不确定性和变异性、计算模型的不同等诸多不确定性因素,以及由于工程地质条件、岩组划分、取样方法等,限制了岩土力学参数大量样本数据的获得,使得岩土力学参数取值具有区间性,而缺少了参数的全部信息。因此,基于主观分布假设下的传统的可靠度计算结果通常与实际情况有较大差别,有必要对上述问题进行进一步的讨论及研究。本文采用区间理论和非概率可靠度思想,首先对基坑围护结构型式及破坏模式进行分析,考虑基坑围护结构岩土力学参数区间性的特点,构建其相应的区间非概率可靠度分析模型,并结合重力式基坑工程实例对其抗滑、抗倾覆稳定的非概率可靠度指标进行计算,得到了满足设计要求的结果。其次,通过系统工程及典型结构系统的可靠度基本理论,建立了基坑围护结构系统区间非概率可靠度分析方法,结合工程实例计算其系统的非概率可靠度,根据计算结果验证基坑围护结构系统非概率可靠性分析的正确性与实用性。最后根据基坑土钉支护的具体工程实例,分析研究基坑围护结构单元与系统设计参数的敏感性。分析发现,重度γ、黏聚力c及内摩擦角ψ的变异性对基坑围护结构单元与系统的非概率可靠指标β的影响较γ、c、ψ的均值影响要大,其变异性的影响规律一般为:ψ的变异性对土钉支护结构非概率可靠度影响比较大,γ的变异性的影响次之,c的变异性的影响最小,在设计中可以作为常量考虑,这一规律对基坑围护结构可靠度优化设计及安全施工具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 基坑围护工程可靠度研究现状
• 1.1.1 基坑围护工程可靠度研究意义
• 1.1.2 基坑围护工程可靠度研究现状
• 1.2 非概率可靠度理论研究现状
• 1.2.1 基于概率的随机可靠度理论
• 1.2.2 基于模糊数学的模糊可靠度理论
• 1.2.3 基于区间凸集模型的非概率可靠度理论
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第二章 基于区间分析的非概率可靠度理论研究
• 2.1 区间数学的基本理论
• 2.1.1 区间数基本概念
• 2.1.2 区间变量及其运算
• 2.1.3 区间变量函数
• 2.2 区间运算扩张过估计研究
• 2.2.1 区间扩张的定义和性质
• 2.2.2 函数区间扩张过估计的原因
• 2.2.3 函数区间扩张过估计的解决方法
• 2.3 区间非概率可靠度指标
• 2.3.1 两区间变量的线性功能函数非概率可靠度指标
• 2.3.2 多区间变量的线性功能函数非概率可靠度指标
• 2.3.3 非概率可靠度指标的定义
• 2.4 本章小结
• 第三章 基坑围护结构的区间非概率可靠度分析
• 3.1 基坑围护体系破坏模式
• 3.1.1 基坑围护结构型式及适用范围
• 3.1.2 基坑围护体系破坏模式
• 3.2 基坑工程中不确定性因素
• 3.2.1 不确定性因素研究的目的
• 3.2.2 不确定性因素的主要内容
• 3.3 基坑围护结构目标可靠指标
• 3.4 基坑围护结构区间非概率可靠度分析
• 3.4.1 非概率可靠度模型的建立
• 3.4.2 非概率可靠度指标的求解
• 3.5 工程实例
• 3.5.1 工程概况
• 3.5.2 重力式基坑稳定性分析
• 3.5.3 重力式基坑非概率可靠度计算
• 3.6 本章小结
• 第四章 基坑围护结构系统的区间非概率可靠度分析
• 4.1 典型结构系统的点可靠度分析
• 4.1.1 串联系统
• 4.1.2 并联系统
• 4.1.3 混联系统
• 4.2 基坑围护系统区间非概率可靠度分析
• 4.2.1 基坑围护结构系统的可靠度分析
• 4.2.2 基坑围护结构系统的区间可靠度计算模型
• 4.3 工程实例
• 4.3.1 工程概况
• 4.3.2 重力式基坑系统非概率可靠度分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 基坑围护结构非概率可靠度敏感性分析
• 5.1 工程概况
• 5.2 土钉支护结构的区间非概率可靠度分析
• 5.2.1 土钉支护结构非概率可靠度计算假设
• 5.2.2 土钉支护结构非概率可靠度分析
• 5.2.3 土钉支护结构非概率可靠指标参数敏感性分析
• 5.3 土钉支护体系的区间非概率可靠度分析
• 5.3.1 土钉支护系统的区间非概率可靠度计算
• 5.3.2 土钉支护系统非概率可靠度指标参数敏感性分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文