基樁承載力的可靠度分析及可靠度優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、樁基是土木工程中的重要結(jié)構(gòu)形式之一?？紤]不確定因素的影響，是基樁可靠度分析和可靠度優(yōu)化設(shè)計的重要課題。盡管目前諸多學者對基樁承載力和沉降的可靠度開展了大量的研究，但這些工作對不確定因素的研究有待完善，且這些工作對基樁可靠度優(yōu)化設(shè)計和群樁可靠度研究很少。本文著眼于克服這些研究的缺陷，對基樁承載力的可靠度分析方法和可靠度優(yōu)化設(shè)計進行了系統(tǒng)的研究。
　　基于最大熵原理提出了一種改進的可靠度指標計算方法。采用最大熵原理將可靠度指標的迭代計

2、算轉(zhuǎn)化為熵密度函數(shù)的計算。在計算熵密度函數(shù)時采用Newton迭代法，同時證明了Newton迭代法的局部收斂性，避免了計算中可能產(chǎn)生的計算迭代不收斂的情況。為了提高計算效率和計算精度，在進行Newton迭代時，采用Newton下山法進行迭代計算。為了驗證該方法的計算精度，采用蒙特卡洛模擬法對各種方法的計算結(jié)果進行比較。最后通過兩個實例驗證了該方法的有效性。
　　針對樁基工程中由于數(shù)據(jù)較少導致無法精確研究模型不確定性這一問題，基于數(shù)理

3、統(tǒng)計理論和貝葉斯統(tǒng)計，提出了樁基工程數(shù)據(jù)處理和優(yōu)化方法。利用該方法對打入樁和灌注樁承載力的現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)進行分類和優(yōu)化。同時利用中心點法、驗算點法和蒙特卡洛模擬法計算出承載力的可靠度，根據(jù)計算結(jié)果和美國橋梁荷載抗力設(shè)計規(guī)范給出了抗力系數(shù)的建議值。最后，研究了參數(shù)和模型的不確定性對基樁承載力的影響，引入修正因子，修正了承載力的試計比和變異系數(shù)，給出了修正后可靠度指標的計算方法。
　　利用概率理論，詳細地分析了基樁完整性抽樣檢測的概率分

4、布，建議將總體不合格率作為整批樁質(zhì)量的評價標準?；谪惾~斯統(tǒng)計，推導出總體不合格率的先驗分布和后驗分布都服從Beta分布。利用先驗分布的期望和方差與后驗分布的期望和方差的關(guān)系建立了總體不合格率的動態(tài)評估模型。同時，利用可靠度理論，給出了基樁完整性檢測的可靠度控制模型，使樁基質(zhì)量控制和結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計達到了統(tǒng)一。
　　提出了考慮基樁完整性的群樁可靠度分析方法。利用貝葉斯統(tǒng)計，推導出缺陷樁的概率分布。同時利用單樁承載力的折減系數(shù)和群樁效

5、應(yīng)推導出缺陷樁群樁的可靠度計算公式和完整樁群樁的可靠度計算公式。基于全概率理論，推導出含有缺陷樁的群樁承載力的失效概率，并通過算例證明了該方法的有效性。另外，整理了國內(nèi)外確定單樁極限承載力的失效準則，以國內(nèi)習慣采用的s-lgt失效準則為基準，定義其他失效準則的偏差系數(shù)。同時利用群樁效應(yīng)和偏差系數(shù)給出了不同失效準則下群樁可靠度的計算方法，為統(tǒng)一評價樁基安全提供了理論依據(jù)。最后利用偏差系數(shù)給出了不同失效準則條件下目標可靠度和安全系數(shù)的計算方