基于有限元法的地基基礎(chǔ)可靠度分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、地基基礎(chǔ)工程中存在大量的不確定因素，工程設(shè)計中處理這些不確定性的方法是安全系數(shù)法。安全系數(shù)法在理論上存在一些缺陷，其結(jié)果無法完整清晰地評價工程安全度，經(jīng)常會造成工程設(shè)計的較大風險或設(shè)計上的浪費。而可靠度設(shè)計計算方法比安全系數(shù)法更科學(xué)合理，可以彌補安全系數(shù)法的諸多不足，得出更多合理的安全性評價指標。因而地基基礎(chǔ)工程中可靠度方法的應(yīng)用研究具有重要的理論與實際意義。 本文運用理論分析、試驗分析與數(shù)值模擬等手段，對結(jié)構(gòu)可靠度計算方法、基

2、于有限元法的地基基礎(chǔ)可靠度分析及優(yōu)化設(shè)計等問題進行了重點研究，主要內(nèi)容如下： （1）介紹了結(jié)構(gòu)可靠度理論的基本概念與常用計算方法；基于誤差傳播理論，提出一種較為簡單的可靠度計算方法，通過對膨脹土路基沉降的可靠度計算及與JC法計算結(jié)果的比較，表明該方法簡單可靠，精度能滿足工程要求。 （2）介紹了兩種常用的蒙特卡羅抽樣方法；通過水泥復(fù)合土工程試驗實例研究了統(tǒng)計學(xué)中正交試驗設(shè)計法在土工試驗中的應(yīng)用，表明該方法科學(xué)合理，可大大減

3、少試驗次數(shù)；在此基礎(chǔ)上，將正交試驗法應(yīng)用于蒙特卡羅抽樣，提出一種改進的抽樣方法，可減少蒙特卡羅法的模擬次數(shù)，提高模擬效率。 （3）將蒙特卡羅法與有限元法相結(jié)合，借助于ANSYS軟件，在計算機上實現(xiàn)蒙特卡羅－有限元法分析結(jié)構(gòu)的可靠度。通過筏板基礎(chǔ)的可靠度分析，表明該方法可方便地進行地基基礎(chǔ)可靠度分析、顯著提高可靠度分析的效率與精度。 （4）運用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論與結(jié)構(gòu)有限元分析方法，探討了基礎(chǔ)工程的優(yōu)化設(shè)計，借助ANSYS軟