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基于随机场理论的糯扎渡大坝随机有限元分析
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作者 白国炜 贾宇峰 相彪 《人民长江》 北大核心 2025年第7期174-180,共7页
受施工质量、土料风化程度和室内试验误差等因素影响,土石坝现场坝料参数在空间分布上存在一定的不确定性,然而现有大坝安全评价指标还是以确定性分析为主,无法准确描述参数不确定性对坝体安全性的影响,为此研究了考虑坝料参数空间变异... 受施工质量、土料风化程度和室内试验误差等因素影响,土石坝现场坝料参数在空间分布上存在一定的不确定性,然而现有大坝安全评价指标还是以确定性分析为主,无法准确描述参数不确定性对坝体安全性的影响,为此研究了考虑坝料参数空间变异性的心墙堆石坝坝体结构响应的变化规律。基于随机场理论,对糯扎渡心墙堆石坝坝料参数的空间变异性特征进行了分析,对其进行了静、动力随机有限元计算,并与观音岩大坝的静力随机有限元计算结果进行了对比。结果表明:填筑质量较好的糯扎渡大坝坝料的竖向相关距离更大,竣工时坝体最大沉降和蓄水时坝顶最大变形倾度的标准差和超越概率更小;此外,采用均一参数对糯扎渡大坝进行确定性动力有限元计算有41%和49%的概率低估坝体的加速度峰值和动位移峰值。研究成果可为考虑材料参数空间变异性的大坝不确定性结构响应安全评价体系的建立提供参考。 展开更多
关键词 心墙堆石坝 空间变异性 随机有限元分析 随机场理论 糯扎渡大坝 观音岩大坝
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基于随机场理论的隧道开挖后地表及隧道变形分析 被引量:3
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作者 王勤 阎龙 +2 位作者 张海莹 刘利骄 柳艳杰 《人民长江》 北大核心 2024年第7期229-239,253,共12页
天然土体由于受到多因素的影响,土体参数存在着内在的不确定性。为了更好地反映实际土体参数的分布情况,基于随机场理论,在考虑黏聚力和内摩擦角空间变异性的情况下,利用乔列斯基分解和随机有限元模型相结合的方法,对地表和隧道变形进... 天然土体由于受到多因素的影响,土体参数存在着内在的不确定性。为了更好地反映实际土体参数的分布情况,基于随机场理论,在考虑黏聚力和内摩擦角空间变异性的情况下,利用乔列斯基分解和随机有限元模型相结合的方法,对地表和隧道变形进行分析。研究结果表明:地表沉降曲线簇的波动范围随着黏聚力和内摩擦角相关距离的增大而增大,其竖直相关距离对地表沉降变形的影响更明显;黏聚力和内摩擦角的变异系数对地表沉降变形的影响强于其相关距离对地表沉降变形的影响;隧道变形值的分布随着黏聚力和内摩擦角变异系数的增大而逐渐离散,其中内摩擦角变异系数对隧道变形值分布的影响更明显;不考虑黏聚力和内摩擦角的空间变异性将偏小地预测地表沉降和隧道变形,使设计偏于危险。 展开更多
关键词 隧道开挖 地表沉降曲线簇 随机场 空间变异性 相关距离 随机有限元模型
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刚度不确定性结构在基础随机激励下的振动响应谱分析 被引量:6
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作者 陈颖 王东升 +1 位作者 朱长春 张思箭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期87-90,共4页
综合考虑动载荷和结构刚度的不确定性 ,建立了基础机激励下刚度不确定性结构的动力学递推方程组。将随机有限元法和随机振动理论相结合 ,推导了结构振动响应谱一阶、二阶变异量以及均值、方差的计算公式 ,建立了刚度不确定结构在基础随... 综合考虑动载荷和结构刚度的不确定性 ,建立了基础机激励下刚度不确定性结构的动力学递推方程组。将随机有限元法和随机振动理论相结合 ,推导了结构振动响应谱一阶、二阶变异量以及均值、方差的计算公式 ,建立了刚度不确定结构在基础随机激励下的振动响应谱分析方法。算例分析验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 二阶 随机激励 谱分析 递推 均值 结构振动响应 推导 结构刚度 基础 随机有限元法
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基于Neumann展开Monte-Carlo有限元法的随机温度场分析 被引量:14
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作者 李金平 陈建军 +2 位作者 刘海锋 徐健 黄宵忭 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期453-457,共5页
利用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法,对导热系数、换热系数、热流密度、环境温度以及内热源等物理参数同时具有随机性的温度场问题进行了分析,给出了节点温度响应的均值、变异系数和节点温度落在某一区间内的概率计算公式.通过算... 利用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法,对导热系数、换热系数、热流密度、环境温度以及内热源等物理参数同时具有随机性的温度场问题进行了分析,给出了节点温度响应的均值、变异系数和节点温度落在某一区间内的概率计算公式.通过算例考察了各随机变量的变异性大小对节点温度响应的影响,并表明随着结构的自由度数目增大,文中方法呈现出计算效率高的优点. 展开更多
关键词 Neumann展开 MONTE-CARLO法 随机有限元 随机温度场
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地基沉降的概率分析方法和可靠度计算 被引量:29
5
作者 刘宁 郭志川 罗伯明 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期143-150,共8页
本文较全面地介绍了地基沉降的概率分析方法和可靠度计算方法 ,其中 ,较系统地介绍了随机有限元法在地基沉降概率分析和可靠度计算中的应用情况 ,并对随机有限元沉降分析中的随机场问题进行了评述 ,最后指出了地基沉降概率分析和可靠度... 本文较全面地介绍了地基沉降的概率分析方法和可靠度计算方法 ,其中 ,较系统地介绍了随机有限元法在地基沉降概率分析和可靠度计算中的应用情况 ,并对随机有限元沉降分析中的随机场问题进行了评述 ,最后指出了地基沉降概率分析和可靠度计算的发展前景和发展方向。 展开更多
关键词 地基沉降 固结 概率分析方法 随机有限元 可靠度
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岩土参数随机场离散的三角形单元局部平均法 被引量:6
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作者 王涛 周国庆 +1 位作者 阴琪翔 夏利江 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1482-1488,1505,共8页
将不确定性岩土参数建模为随机场而非传统意义上的随机变量,基于随机场的局部平均理论,提出了用于二维随机场离散的三角形单元局部平均法。通过面积坐标变换和高斯数值积分,给出了三角形单元局部平均随机场协方差矩阵的解析计算方法和... 将不确定性岩土参数建模为随机场而非传统意义上的随机变量,基于随机场的局部平均理论,提出了用于二维随机场离散的三角形单元局部平均法。通过面积坐标变换和高斯数值积分,给出了三角形单元局部平均随机场协方差矩阵的解析计算方法和数值计算方法。采用算例再现了所提方法的分析过程和有效性,并与传统二维随机场四边形单元离散法进行了对比。结果表明:提出的二维随机场三角形单元离散法能与有限元三角形单元离散法完美结合,随机场单元与有限元单元的对应关系清晰,易于随机有限元程序的编制;对于随机场单元的均值,传统四边形单元离散法与所提方法的计算结果相同;对于随机场单元的方差,传统四边形单元离散法计算结果偏小,所提方法显得更加科学、合理。 展开更多
关键词 岩土参数 随机场 离散 随机有限元 局部平均法 三角形单元
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工程中的随机有限元方法 被引量:12
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作者 王建军 于长波 李其汉 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期297-303,共7页
随机有限元法是在传统有限元法基础上发展起来的用于解决随机问题的一种有效的数值方法,近年来得到了广泛的关注和发展。在总结了国内外大量相关文献的基础上,对最近一段时期随机有限元方法的研究情况进行了较为详细的评述和讨论,首先... 随机有限元法是在传统有限元法基础上发展起来的用于解决随机问题的一种有效的数值方法,近年来得到了广泛的关注和发展。在总结了国内外大量相关文献的基础上,对最近一段时期随机有限元方法的研究情况进行了较为详细的评述和讨论,首先给出了各种随机场的离散模型,然后对各种相关的研究方法和研究进展进行了系统总结,最后对随机有限元中尚需完善发展的几个问题进行了讨论。 展开更多
关键词 随机有限元法(SFEM) 随机场 离散模型 灵敏度分析
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Bayes约束随机场下坝基溶蚀区随机模拟方法及其影响分析 被引量:10
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作者 张社荣 王超 孙博 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2337-2346,共10页
基于完全随机场模拟溶蚀岩体可能会高估其空间变异性和不能有效地利用溶蚀以外的地质信息和实践经验,提出用Bayes约束参数随机场模型描述坝基溶蚀区的随机模拟方法。引入Bayes公式,对溶蚀区域岩土参数的统计特性进行修正,反映出地质勘... 基于完全随机场模拟溶蚀岩体可能会高估其空间变异性和不能有效地利用溶蚀以外的地质信息和实践经验,提出用Bayes约束参数随机场模型描述坝基溶蚀区的随机模拟方法。引入Bayes公式,对溶蚀区域岩土参数的统计特性进行修正,反映出地质勘测的新增地质信息和试验参数信息,建立约束随机场,并在此基础上进行随机有限元分析,研究坝基溶蚀对大坝结构性态的作用效应。计算结果表明,相对于完全随机场模型,Bayes约束随机场模型更为客观地考虑了溶蚀岩体的空间变异性,有效地降低了溶蚀参数完全随机场下结构响应的模拟方差。在概率分析过程中,推荐蒙特卡洛响应面耦合方法(MC-RSM)作为适用于复杂工程的随机模拟方法,该方法能够代替直接MC法对同样力学机制的不断重复,减小计算时间成本。 展开更多
关键词 溶蚀坝基 随机有限元法 Bayes约束随机场 随机模拟
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随机场的模拟及其在堤坡可靠性分析中的应用 被引量:10
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作者 庞小朝 周小文 +1 位作者 温庆博 介玉新 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2002年第4期27-29,48,共4页
介绍了协方差分解技术和谱代替法两种模拟随机场的方法 ,对两种方法的优缺点作了详细的论述 ,并探讨将谱代替法应用于岩土工程可靠度计算的方法。将协方差分解技术和谱代替法分别应用于蒙特卡罗随机有限元法 ,计算了一个堤坡的局部失效... 介绍了协方差分解技术和谱代替法两种模拟随机场的方法 ,对两种方法的优缺点作了详细的论述 ,并探讨将谱代替法应用于岩土工程可靠度计算的方法。将协方差分解技术和谱代替法分别应用于蒙特卡罗随机有限元法 ,计算了一个堤坡的局部失效概率。经比较认为 ,谱代替法是模拟土性参数随机场的一种有效的方法。 展开更多
关键词 随机场 蒙特卡罗法 随机有限元 谱代替法 可靠性
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随机场的投影展开法 被引量:6
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作者 刘天云 伍朝晖 赵国藩 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 1997年第4期484-489,共6页
本文基于伽辽金投影方法,提出了一种新的随机场的展开方法。它是通过构造一组标准正交基,并将随机场用其在这组基上的投影表示。这种展开方法避免了求解相关函数的特征函数的困难,最后通过算例说明了本文方法的特性。
关键词 随机场 投影展开法 随机有限元 有限元
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渗流场随机性的随机有限元分析 被引量:18
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作者 王飞 王媛 倪小东 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期3539-3542,共4页
基于一阶Taylor随机有限元法,推导出相应的渗流场随机分析中渗流响应量(水头和水力梯度)的随机响应公式,进而实现三维稳定渗流场随机有限元分析,并编制了相应的程序。在分析中,将渗流区域材料的渗透张量视为三维各向异性随机场,利用三... 基于一阶Taylor随机有限元法,推导出相应的渗流场随机分析中渗流响应量(水头和水力梯度)的随机响应公式,进而实现三维稳定渗流场随机有限元分析,并编制了相应的程序。在分析中,将渗流区域材料的渗透张量视为三维各向异性随机场,利用三维可分离向量随机场的局部平均法对随机场进行离散,根据参数选取的不同,可以离散出不同数量的随机变量。最后,给出一个算例,对离散出随机变量数量不同的情况分别进行随机分析,将分析结果和仅仅将渗透张量视为三维随机变量得到的结果对比,验证了所提方法的可行性。 展开更多
关键词 渗流场 随机场 局部平均离散 一阶Taylor随机有限元
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地基固结沉降随机有限元计算和可靠度分析 被引量:12
12
作者 郭志川 刘宁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期481-485,共5页
基于比奥(Biot)固结理论,采用邓肯-张本构模型,考虑随机场的影响,首次给出了地基固结沉降随机有限元分析方法,并基于随机有限元对点固结沉降和差异固结沉降的可靠度进行了分析。
关键词 固结沉降 随机场 随机有限元 可靠指标 地基 比奥固结理论 邓肯-张本构模型
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混凝土结构的随机温度及随机徐变应力 被引量:16
13
作者 刘宁 刘光廷 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期58-70,共13页
大体积混凝土结构随机温度及随机徐变应力的研究已显得越来越重要.本文从随机环境影响因素、混凝土材料的随机热力学参数、随机绝热温升以及混凝土徐变、老化等多种影响方面对混凝土结构的随机温度以及随机徐变应力目前已有的各种计算... 大体积混凝土结构随机温度及随机徐变应力的研究已显得越来越重要.本文从随机环境影响因素、混凝土材料的随机热力学参数、随机绝热温升以及混凝土徐变、老化等多种影响方面对混凝土结构的随机温度以及随机徐变应力目前已有的各种计算方法进行了较为系统地述评,指出了各种方法的适用性以及今后需要解决的问题. 展开更多
关键词 混凝土结构 随机温度 随机徐变应力 大体积
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基于随机有限元法的溶蚀坝基系统建坝适应性评价 被引量:5
14
作者 张社荣 严磊 +2 位作者 王超 孙博 撒文奇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期597-603,共7页
依托溶蚀地基上建坝的典型工程问题,在研究坝基溶蚀空间展布特征的基础上,建立溶蚀带力学参数随机场模型,采用随机有限元方法研究坝体工作性态的统计特性,评价了溶蚀坝基建坝适应性。采用溶蚀带力学参数随机场模型,等效模拟了空间内溶... 依托溶蚀地基上建坝的典型工程问题,在研究坝基溶蚀空间展布特征的基础上,建立溶蚀带力学参数随机场模型,采用随机有限元方法研究坝体工作性态的统计特性,评价了溶蚀坝基建坝适应性。采用溶蚀带力学参数随机场模型,等效模拟了空间内溶蚀体的无序分布系统,排除地质统计中线溶蚀率的人为假定,避免了以往确定性分析模型中溶蚀体缺失现象。研究方法和成果亦可以为其他相似复杂地基工程的数值分析提供新的思路和参考。 展开更多
关键词 溶蚀坝基 随机有限元法 随机场模型 建坝适应性 溶蚀效应
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地基沉降的随机有限元法和可靠度计算 被引量:11
15
作者 郭志川 刘宁 余登飞 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期62-67,共6页
针对邓肯 张本构模型 ,首次推导了基于一阶Taylor展开的地基沉降随机有限元方程及其有关计算公式 ,并对地基沉降对模型中各参数的敏感性逐一进行了分析 ,同时考虑参数随机场的影响 ,对地基沉降进行了随机有限元分析 ,并基于随机有限元... 针对邓肯 张本构模型 ,首次推导了基于一阶Taylor展开的地基沉降随机有限元方程及其有关计算公式 ,并对地基沉降对模型中各参数的敏感性逐一进行了分析 ,同时考虑参数随机场的影响 ,对地基沉降进行了随机有限元分析 ,并基于随机有限元对地基点沉降和各点之间的差异沉降的可靠度进行了计算。 展开更多
关键词 地基沉降 随机有限元 随机场 可靠性指标
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单桩沉降可靠度的随机有限元分析 被引量:3
16
作者 傅旭东 茜平一 刘祖德 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期70-75,共6页
对土性分布参数随机场模型和轴对称随机场的离散技术进行了研究 ,给出了计算和组集随机变量自协方差矩阵的方法 ,提出了多维相关正态分布随机数的产生技术 ,用 Neumann随机有限元法进行单桩沉降的可靠性分析 。
关键词 地基 单桩沉降 随机场 Neumann随机有限元法 可靠度 轴对称 土性参数
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框架与框架填充墙结构的统计损伤诊断 被引量:4
17
作者 史文海 李正农 黄斌 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期20-24,共5页
提出了一种基于递推随机有限元方法(RSFEM)的随机结构损伤识别方法来识别框架与框架填充墙结构的损伤.在定义了随机损伤指数概念的基础上,考虑模型误差的不确定性和测量噪声的影响,建立了关于随机损伤指数的控制方程.然后,利用RSFEM得... 提出了一种基于递推随机有限元方法(RSFEM)的随机结构损伤识别方法来识别框架与框架填充墙结构的损伤.在定义了随机损伤指数概念的基础上,考虑模型误差的不确定性和测量噪声的影响,建立了关于随机损伤指数的控制方程.然后,利用RSFEM得到了结构随机损伤指数的统计特性.数值算例的结果显示,新的方法与两步法结合能在考虑模型误差和测量噪声的情况下对结构损伤进行有效识别,且在结构随机参数有较大涨落情况下,该方法与蒙特卡洛模拟法同样有效. 展开更多
关键词 框架 随机结构 损伤诊断 递推随机有限元方法
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随机约束汽轮机叶片频率的有限元分析 被引量:7
18
作者 安利强 王璋奇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期95-100,共6页
叶片连接状态存在不确定性。基于随机有限元方法,提出了一种随机约束弹性单元用于研究随机约束叶片频率的概率特征,此单元可以模拟自由叶片或成组叶片连接状态的不确定性对叶片频率的影响。推导出了约束刚度随机时的叶片振动特征值方程... 叶片连接状态存在不确定性。基于随机有限元方法,提出了一种随机约束弹性单元用于研究随机约束叶片频率的概率特征,此单元可以模拟自由叶片或成组叶片连接状态的不确定性对叶片频率的影响。推导出了约束刚度随机时的叶片振动特征值方程、频率的均值、频率对约束刚度系数的灵敏度矩阵、频率协方差矩阵、变异系数公式。频率均值表示叶片频率的平均水平,变异系数反映叶片频率的分散程度。通过实例研究了根部约束刚度的随机性对叶片频率的影响。 展开更多
关键词 随机约束 叶片频率 随机约束弹性单元 随机有限元法
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基于三参数可靠性分析模型的随机有限元法 被引量:4
19
作者 彭雄奇 吴立言 刘更 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期116-120,共5页
以三参数可靠性分析模型为基础,建立了一种新的随机有限元模型并导出了全部方程.这一模型全面考虑了载荷、材料性能参数、几何形状等随机因素对结构可靠性的影响。最后以一悬臂梁的可靠度计算为例进行了说明,并与onteCarlo... 以三参数可靠性分析模型为基础,建立了一种新的随机有限元模型并导出了全部方程.这一模型全面考虑了载荷、材料性能参数、几何形状等随机因素对结构可靠性的影响。最后以一悬臂梁的可靠度计算为例进行了说明,并与onteCarlo有限元法以及常规的二参数可靠性分析模型进行了对比。 展开更多
关键词 随机有限元法 可靠性分析 三参数
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随机有限元法分析混凝土中氯离子随机扩散规律 被引量:2
20
作者 杨绿峰 洪斌 +3 位作者 胡春燕 李冉 陈正 高钦 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期37-39,42,共4页
氯离子随机扩散分析是海洋混凝土结构可靠性和服役寿命的基础。利用局部平均法,将混凝土的氯离子扩散系数随机场离散为一组随机变量,利用Taylor级数将氯离子分布矩阵、扩散矩阵和节点浓度向量进行摄动展开,建立了氯离子扩散分析的随机... 氯离子随机扩散分析是海洋混凝土结构可靠性和服役寿命的基础。利用局部平均法,将混凝土的氯离子扩散系数随机场离散为一组随机变量,利用Taylor级数将氯离子分布矩阵、扩散矩阵和节点浓度向量进行摄动展开,建立了氯离子扩散分析的随机有限元法递归方程,据此分析氯离子随机浓度的均值和变异系数,并研究了氯离子在混凝土中随机扩散的规律。通过算例比较分析,表明了所建立的摄动随机有限元方法具有较高的计算精度,而且计算结果对随机场的相关结构不敏感。验证了氯离子扩散系数的变异性对氯离子扩散过程具有显著影响。 展开更多
关键词 混凝土 氯离子扩散 随机场 随机有限元法
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