隨機有限元在路面結(jié)構(gòu)可靠性分析中的應(yīng)用.pdf

1、隨著路面設(shè)計方法和路面材料的不斷發(fā)展，人們對路面結(jié)構(gòu)形式、路面荷載和材料都有了更科學全面的認識?！豆饭こ探Y(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》將影響路面結(jié)構(gòu)設(shè)計和評估的諸多因素如交通量、結(jié)構(gòu)層材料強度、模量、厚度、施工條件等所具有的隨機性和不穩(wěn)定性考慮其中，從而更加客觀的反映路面結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)，指導路面的設(shè)計和施工。采用結(jié)構(gòu)的整體或部分失效概率來衡量路面結(jié)構(gòu)的可靠性，成為現(xiàn)行的主要路面設(shè)計方法和依據(jù)，應(yīng)用較為廣泛的有一次二階矩法(JC法)、響應(yīng)

2、面法以及MonteCarlo(MC)法等。近些年來，隨著各種強大的數(shù)值模擬計算軟件在工程可靠性計算領(lǐng)域的應(yīng)用，將隨機問題與有限元的方法相結(jié)合，為結(jié)構(gòu)的可靠性分析開拓了新的研究領(lǐng)域。例如Taylor展開法隨機有限元、攝動隨機有限元、Neumann隨機有限元法等，從應(yīng)用范圍和結(jié)果的精度方面都有了很大的突破。本文將傳統(tǒng)的JC法與現(xiàn)有的有限元計算程序相結(jié)合，將JC法的基本公式嵌入有限元本構(gòu)方程中得到路面結(jié)構(gòu)功能函數(shù)的梯度進而求解得到結(jié)構(gòu)的可靠度

3、指標，主要有以下三方面的內(nèi)容：
　　 以路表彎沉和層底拉應(yīng)力作為路面結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的控制指標，以各結(jié)構(gòu)層的彈性模量、容許彎拉強度、容許彎沉作為基本隨機變量建立相應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)功能函數(shù)，采用Visual Fortran計算機語言在原有的通用二維線彈性平面有限元程序的基礎(chǔ)上編制了相應(yīng)的可靠度計算和靈敏性分析程序。
　　 通過對典型的半剛性路面結(jié)構(gòu)進行可靠性分析，結(jié)果表明隨著各結(jié)構(gòu)層模量的增大，路面單元的可靠指標不斷增大；而隨著變