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1、北京交通大学硕士学位论文地下结构可靠性的区间分析方法姓名：吴莹申请学位级别：硕士专业：市政工程指导教师：杨成永20061201A B S T R A C TA B S l r I 认C T ：l n 砌崩1 ty e a r s ，m 锄ym 0 坨a n dm o m d e r g r o 啪dI l a v eb c c a l l i n gf o rs n l 舳I r a Ir e l i a b i l 时锄l y s i sh o m e 锄da b r o a d B u tm ce x i 蚰gm e I l l o d rp r o ba _ b i l i s t i
2、cm e t l l o da n df h z 巧m e t l l O da m a i l l I yb 舔e do np r o b a b i l i s t i cd i s m b 砸。啮o ft I 圮v a r i a b I e sa n dal a r g en 砌b e ro fs t a t i s t i c a ld a 缸o fl o a da n ds 劬l c t I l 翔If e s i s t a n c ca r en e e d e d H o w e V e r t h e r ea r cs om 锄yf 缸t 0 体i n f l u c n
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11、是前一段时间工作的总结，论文所作的研究却并未就此结束。当然，由于受时间和本人水平的限制，本文难免存在一定的不足和漏洞，希望老师给予批评与指正，以使在此领域的研究工作有更快的发展。在论文的撰写过程中，我的导师杨成永教授在学术上给予了我耐心的指导，在论文的选题、资料的收集、难点的处理、进度的安排等诸方面，都倾注了大量的心血。他不仅从总体上指导了论文的写作，而且对写作过程中遇到的问题和存在的困难，给予了具体的切实的帮助。在此衷心感谢三年来杨老师对我的关心和指导!对于参加答辩工作的诸位教授和评阅老师，在百忙之中抽出时间来审阅我的论文，表示非常的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，王大力、肖满等同学对我论
12、文中的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的家人和同学朋友们，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。最后，向本文所引用文献的作者表示感谢，他们的工作为我提供了非常宝贵的参考。第一章绪论第一章绪论1 1 概率结构可靠性1 1 1 发展概况结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的能力称为结构的可靠性，包括结构的安全性、使用性和耐久性三方面【1 1 。度量结构可靠性的数量指标称为结构可靠度。其定义为：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率【l l 。可见，结构可靠度是结构可靠性的概率度量。可靠度的研究早在3 0 年代就开始了，当时主要是围绕
13、飞机失效进行研究。第二次世界大战中，纳粹德国运用概率论和数理统计学的方法研究飞弹失灵的原因和提高飞弹精度的方法，美国也对B 一2 9 飞机进行过可靠度分析。1 9 4 2 年，麻省理工学院最早把“可靠性”作为一个专用名词明确提出来。5 0 年代开始，美国国防部专门建立了可靠度研究机构( A G R E E ) ，对一系列可靠度问题进行研究，促进了空间研究计划。可靠度在结构设计中的应用大概从4 0 年代开始。1 9 4 5 年，A M F r e l I d e r 曲a 1发表题为结构的安全度的论文，开始较为集中地讨论这个问题。同期，前苏联的尔然尼钦提出了次二阶矩理论的基本概念和计算结构失效概
14、率的方法及对应的可靠度指标公式。1 9 6 6 年，在美国土木工程协会所属的结构安全度问题委员会上，A M F r e u d e n m a l 等人对当时的研究工作做了总结性的现状报告，为结构可靠度理论的建立奠定了基础。美国的C A C o n m e l l 在尔然尼钦工作的基础上，于1 9 6 9 年提出了与结构失效概率相联系的可靠指标B 作为衡量结构安全度的一种统一数量指标并建立了结构安全度的二阶矩模式。在七十年代，由于计算机技术的迅猛发展，使可靠度的研究工作有理论转为实际。1 9 7 1 年，加拿大的N C L i n d 对二阶矩模式采用分离函数方式，将可靠指标B 表达成设计人员
15、习惯采用的分项系数形式。这些进程都加速了结构可靠度方法的实用化。1 9 7 6 年，国际“结构安全度 联合委员会”( J C s S ) ，采用R a c 蜥t z 和F i e s s l e r 等人提出的通过“当量正态”的方法以考虑随机变量实际分布的二阶矩模式，这对提高二阶矩模式的精度意义极大，至此，二阶矩模式的结构可靠度表达式与设计方法开始进入实用阶段【2 捌。我国自从5 0 年代开始，有关高等院校和科研单位开展了极限状态设计法的研究和讨论。如当时的同济大学、大连理工大学、清华大学、中科院土建所、冶金部建研所等都作了不少的工作。如用数理统计方法确定超载系数和材料的强度系北京交通大学硕士
16、学位论文数、匀质系数等。赵国藩于1 9 6 0 年提出用数理统计方法计算安全系数，在基本变量为正态变量的假设前提下，讨论了安全度指标豹取值问题。在1 9 7 6 年，结合国外的研究情况与国情，我国开始研究用可靠度理论指导结构设计规范的修订，并在1 9 8 4 年颁发了“建筑结构设计统一标准”( G B J 6 8 罐4 ) 经过有关部门批准实旌。其中依据概率论和数理统计为基础的极限状态设计准则，采用有关荷载标准值、材料性能标准值、几何参数标准值及各种分项系数来描述设计表达式，作为建筑结构其他设计规范应遵守的共同准则。八十年代以来，中国修订并颁布了一系列结构系统的规范，如混凝土结构设计规范、结构抗震设计规范、都是按照“建筑结构设计统一标准”的规定来制定的。1 9 8 7 年，在中国土木工程学会桥梁及结构工程学会下，设立了结构可靠度委员会，在该委员会的主持下，于1 9 8 7 、1 9 8 9 、1 9 9 2 、1 9 9 5 年分别召开了四届全国学术交流会，发表了数百
