基于MVFOSM有限元可靠度方法的结构整体概率抗震能力分析 被引量：12

1

作者 吕大刚 于晓辉 王光远 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2008年第2期1-8,共8页

结构整体概率抗震能力分析既属于结构体系抗力统计分析研究内容,也属于地震易损性分析研究范畴,多采用数值模拟方法。作为一种不确定性传递的近似解析分析工具,平均值一次二阶矩方法(MVFOSM)广泛地应用于结构构件抗力的统计分析,但是很... 结构整体概率抗震能力分析既属于结构体系抗力统计分析研究内容,也属于地震易损性分析研究范畴,多采用数值模拟方法。作为一种不确定性传递的近似解析分析工具,平均值一次二阶矩方法(MVFOSM)广泛地应用于结构构件抗力的统计分析,但是很难应用于结构整体抗力的统计分析,主要困难在于结构反应是基本随机变量的隐式函数,梯度信息很难得到。将结构体系抗力的统计分析和地震易损性分析结合起来,通过基于MVFOSM的有限元可靠度方法,以新一代的地震工程模拟仿真软件OpenSees为计算平台,以最大层间位移角作为结构整体抗震能力参数,对钢筋混凝土框架结构的整体概率抗震能力进行分析,并用Monte Carlo模拟法结果进行验证,从而建立了钢筋混凝土框架结构的整体概率抗震能力模型。算例分析表明,MVFOSM有限元可靠度方法的精度和效率都很高,只需要进行一次有限元分析即可较为准确地获得结构整体概率抗震能力的前二阶矩信息。 展开更多

关键词 MVFOSM 有限元可靠度方法 有限元反应灵敏度 整体能力 概率抗震能力 OPENSEES

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基于一阶逆可靠度方法的空间变异土坡坡角设计 被引量：7

2

作者 蒋水华 刘贤 +2 位作者 黄发明 黄劲松 周创兵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1245-1252,共8页

边坡稳定性分析及设计是岩土工程中的经典问题,目前常用的确定性分析(单一安全系数)方法没有量化边坡工程中各种不确定性的影响,概率分析方法则需要进行多次可靠度试算,计算量较大。为此,提出了适合任意坡角的空间变异土坡模型重构方法... 边坡稳定性分析及设计是岩土工程中的经典问题,目前常用的确定性分析(单一安全系数)方法没有量化边坡工程中各种不确定性的影响,概率分析方法则需要进行多次可靠度试算,计算量较大。为此,提出了适合任意坡角的空间变异土坡模型重构方法,基于一阶逆可靠度方法对少量实际试验数据条件下空间变异土坡坡角进行可靠度设计。并以一个代表性的砂土边坡为例对坡角进行可靠度设计,验证了提出方法的有效性。结果表明:提出的方法可以在少量试验数据条件下获得切合工程实际的边坡设计方案,为土坡坡角可靠度设计提供了一条有效途径。对于文中砂土边坡,提出方法仅需进行4,5次迭代计算,便可获得满足目标失效概率的土坡最优坡角。相比之下,确定性分析方法因不能定量地解释边坡工程多种不确定性因素的影响,获得的设计方案与边坡工程实际相差较大。就文中算例而言,对于目标失效概率1×10-4,采用提出方法设计的砂土边坡坡角应小于14.13°;相比之下,采用确定性分析方法设计的边坡坡角与之相差较大。 展开更多

关键词 边坡 可靠度设计 空间变异性 一阶逆可靠度方法 实际试验数据

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非正态概率分布对一次可靠度方法精度影响 被引量：2

3

作者 林道锦 梅刚 秦权 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期292-294,共3页

一次可靠度方法(FORM)基本原理是将非正态分布基本变量变换为独立标准正态分布,并将功能函数在基本变量的验算点坐标位置线性化,因此功能函数在独立标准正态分布空间的非线性程度将直接影响一次可靠度方法(FORM)的计算精度。功能函数非... 一次可靠度方法(FORM)基本原理是将非正态分布基本变量变换为独立标准正态分布,并将功能函数在基本变量的验算点坐标位置线性化,因此功能函数在独立标准正态分布空间的非线性程度将直接影响一次可靠度方法(FORM)的计算精度。功能函数非线性的另一个来源是非正态变量的概率变换。本文通过研究9种非正态分布类型的正态概率变换函数的曲率值,得出了不同非正态分布类型对一次可靠度方法计算精度的影响规律。 展开更多

关键词 一次可靠度方法 非正态分布 变换函数

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结构可靠度方法在砌石重力坝设计中的应用(1) 被引量：1

4

作者 李新民 《水电与新能源》 1995年第1期46-52,共7页

前言 现行坝工设计采用的容许应力法有很多缺点:①容许应力[σ]为材料强度R除以安全系数k。对于基本荷载组合,混凝土坝规范采用了k=4,而浆砌石坝规范采用k=3.5,对k的取值颇有争论,尽管k值得之于中外工程实践,但却不能进行数值上的论证,... 前言 现行坝工设计采用的容许应力法有很多缺点:①容许应力[σ]为材料强度R除以安全系数k。对于基本荷载组合,混凝土坝规范采用了k=4,而浆砌石坝规范采用k=3.5,对k的取值颇有争论,尽管k值得之于中外工程实践,但却不能进行数值上的论证,k值只是一种笼统、粗略的数据,有人为的任意性,无法通过数学统计加以改进;②坝体材料的实际强度并非定值,即使对同一次制作的混凝土取10个样品试件,得出的强度可能是10个不同的数据,此外, 展开更多

关键词 变异系数 随机变量 极限状态方程 砌石重力坝 可靠度方法 可靠指标 弱非线性方程 失效概率 状态函数 可靠度分析

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结构可靠度方法在砌石重力坝设计中的应用(2)

5

作者 李新民 《水电与新能源》 1995年第2期4-7,共4页

前言 前文主要针对重力坝在荷载基本组合下的验算而论,按照设计规范规定,还要进行荷载特殊组合下的验算。荷载基本组合的荷载效应S和结构抗力R一般服从正态分布,即可直接用可靠度计算公式算出可靠指标β和结构的失效概率P_f,这是比较简... 前言 前文主要针对重力坝在荷载基本组合下的验算而论,按照设计规范规定,还要进行荷载特殊组合下的验算。荷载基本组合的荷载效应S和结构抗力R一般服从正态分布,即可直接用可靠度计算公式算出可靠指标β和结构的失效概率P_f,这是比较简便的。然而,有些荷载不宜当作正态分布的随机变景。例如坝体地震惯性力、地震动水压力、校核洪水流量的荷载、最大风压等一般认为服从极值l型分布,结构强度则仍按对数正态分布考虑。 展开更多

关键词 砌石重力坝 当量正态化 可靠度方法 对数正态分布 标准正态分布 可靠指标 随机变量 失效概率 概率密度函数 设计验算点

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基于单变量降维模型和坐标旋转的可靠度混合分析方法 被引量：2

6

作者 范文亮 周擎宇 李正良 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期12-18,26,共8页

经典的一次可靠度方法对于隐式功能函数和强非线性功能函数的可靠度问题存在适用性问题,尽管二次可靠度方法可以一定程度上处理强非线性功能函数的问题,但理论基础和计算过程均颇为复杂,不利于实用。为克服上述问题,将一次可靠度确定验... 经典的一次可靠度方法对于隐式功能函数和强非线性功能函数的可靠度问题存在适用性问题,尽管二次可靠度方法可以一定程度上处理强非线性功能函数的问题,但理论基础和计算过程均颇为复杂,不利于实用。为克服上述问题,将一次可靠度确定验算点的过程与响应面法的思路相结合是一种行之有效的思路。为此,文中首先引入具有普适性的一次可靠度法,其中考虑了相关非正态随机变量的Nataf变换,并引入单边差分法针对性地解决了隐式功能函数求偏导数的问题;其次,根据梯度值引入坐标旋转向量,并对旋转后的功能函数引入单变量函数降维近似模型;再次,结合验算点的函数值、梯度值以及附加点的函数值,确定各分量函数的二次多项式近似,从而获得近似的整体功能函数;然后,采用重要性抽样法计算近似功能函数的失效概率;最后,分别通过数值算例和工程算例对建立方法的精度和效率进行了验证。结果表明建议方法具有高精度、高效率的特点,且无论对于显式和隐式功能函数均具有广泛适用性。 展开更多

关键词 一次可靠度方法 坐标旋转 单变量降维近似 分量函数 二次多项式近似 重要抽样法

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基于逆可靠度分析的疲劳可靠寿命预计方法 被引量：1

7

作者 钱云鹏 《北京电子科技学院学报》 2016年第4期78-84,共7页

考虑影响工程结构疲劳寿命的不确定性因素,利用逆可靠度分析的原理,提出一种疲劳可靠寿命的预计方法。通过将疲劳寿命表示为随机变量的函数,把可靠寿命的预计问题转化为概率功能度量的计算,然后利用改进均值法计算可靠寿命。与现有方法... 考虑影响工程结构疲劳寿命的不确定性因素,利用逆可靠度分析的原理,提出一种疲劳可靠寿命的预计方法。通过将疲劳寿命表示为随机变量的函数,把可靠寿命的预计问题转化为概率功能度量的计算,然后利用改进均值法计算可靠寿命。与现有方法相比,只需进行一次逆可靠度分析就可直接获得可靠寿命,不需要反复计算不同寿命时刻的可靠度。算例分析结果表明,该方法的计算精度与一次可靠度方法相当,但效率大幅提高,并成功应用于某内燃机缸盖的可靠寿命预计。 展开更多

关键词 疲劳 可靠性 可靠寿命 逆可靠度方法 改进均值法

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基于Nataf变换和拉格朗日乘数法的可靠度计算方法

8

作者 贾立术 卢争艳 《四川建筑科学研究》 2013年第3期100-103,共4页

首先引入Nataf变换的基本原理,并基于可靠指标标准正态空间计算的数学模型,将Nataf变换与拉格朗日乘数法相结合,提出了基于Nataf变换和拉格朗日乘数法的一次可靠度的计算方法。然后针对相关非正态变量分布函数的反函数表达式不易给出的... 首先引入Nataf变换的基本原理,并基于可靠指标标准正态空间计算的数学模型,将Nataf变换与拉格朗日乘数法相结合,提出了基于Nataf变换和拉格朗日乘数法的一次可靠度的计算方法。然后针对相关非正态变量分布函数的反函数表达式不易给出的情况,引入有理多项式法求解其偏导数。通过算例进行分析,结果表明:该方法简单、可靠和有效,值得在工程实践中推广。 展开更多

关键词 结构可靠度 Nataf变换 拉格朗日乘数法 有理多项式法 一次可靠度方法

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基于响应面法的边坡稳定二阶可靠度分析 被引量：13

9

作者 傅方煜 郑小瑶 +1 位作者 吕庆 朱益军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3460-3466,共7页

提出了基于响应面法的边坡稳定二阶可靠度分析的实用算法。选择U空间中的随机变量,通过空间变换和相关矩阵分解,计算试验点的功能函数;通过迭代算法构造响应面、以确保通过最小的计算量获得最优精度,并在此基础上进行FORM/SORM计算。以... 提出了基于响应面法的边坡稳定二阶可靠度分析的实用算法。选择U空间中的随机变量,通过空间变换和相关矩阵分解,计算试验点的功能函数;通过迭代算法构造响应面、以确保通过最小的计算量获得最优精度,并在此基础上进行FORM/SORM计算。以一岩石边坡的平面滑动问题为例,通过与蒙特卡洛模拟、FORM及随机响应面法的比较,证明了该方法的准确性和高效性。分析了参数的相关性及试验点取值范围对计算结果的影响,讨论了可靠度分析结果中参数敏感性和物理属性问题。该方法可为实际边坡问题的可靠度分析提供参考,并可以用来进行基于可靠度分析的加固设计。 展开更多

关键词 边坡稳定 可靠度分析 响应面法 二阶可靠度方法 相关非正态分布

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工程岩体抗剪强度参数的可靠度分析 被引量：3

10

作者 黄志全 姜彤 +1 位作者 刘汉东 李华晔 《中国矿业》 北大核心 2004年第8期68-70,共3页

本文根据可靠度分析原理 ,以溪洛渡水电站工程为例 ,对该电站坝区工程岩体抗剪强度试验数据进行了分析计算 ,得出了不同保证率下的抗剪强度参数值 ,并与传统的分析方法进行比较 ,结果表明 ,采用可靠度分析方法得出的参数比较合理。

关键词 岩体 抗剪强度 可靠度方法

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钢管混凝土拱面外稳定的可靠度与灵敏度分析 被引量：6

11

作者 蒋伟 吕大刚 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期8-12,共5页

为研究不确定性对钢管混凝土(concrete filled steel tubular,CFST)拱面外稳定承载能力的影响,建立了面外失稳的极限状态函数.利用有限元软件ABAQUS,分别考虑和不考虑非线性影响计算了CFST拱的极限承载力和临界力;基于一次可靠度方法(fi... 为研究不确定性对钢管混凝土(concrete filled steel tubular,CFST)拱面外稳定承载能力的影响,建立了面外失稳的极限状态函数.利用有限元软件ABAQUS,分别考虑和不考虑非线性影响计算了CFST拱的极限承载力和临界力;基于一次可靠度方法(first order reliability method,FORM),通过MATLAB自编程和有限元软件的协同工作得到了可靠指标随初始荷载的变化曲线以及随机变量的灵敏度指标.对比分析表明:CFST拱的面外稳定承载力介于临界力和极限承载力之间,且临界力为上限值;不同随机变量对可靠指标的灵敏度差异明显,其中几何尺寸的影响较大,弹性模量次之,材料强度的影响较小,而初始几何缺陷在规范规定的限值以内时,影响最小;然而,随着横向力的增加,材料强度的灵敏度指标逐渐增大,而弹性模量的灵敏度指标逐渐减小. 展开更多

关键词 钢管混凝土拱 面外失稳 临界力 极限承载力 一次可靠度方法 灵敏度

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基于FORM的斜拉桥抗震可靠度分析 被引量：1

12

作者 颜全胜 李伟 +1 位作者 余晓琳 郑恒斌 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2010年第S1期26-30,共5页

本文将静力可靠度分析的一次可靠度计算方法(FORM)推广到斜拉桥结构抗震可靠度分析,研究了某独塔斜拉桥的首次超越概率问题。根据FORM分析步骤首先将地震激励离散成一系列随机变量,然后在这些离散时间点由FORM分析求出设计验算点的激励... 本文将静力可靠度分析的一次可靠度计算方法(FORM)推广到斜拉桥结构抗震可靠度分析,研究了某独塔斜拉桥的首次超越概率问题。根据FORM分析步骤首先将地震激励离散成一系列随机变量,然后在这些离散时间点由FORM分析求出设计验算点的激励,得到了不同离散时间点上的交叉速率,通过将不同时刻的交差速率积分获得首次超越概率的上界。计算结果表明,基于FORM的斜拉桥抗震可靠度方法计算首次超越问题是可行且有效的,在强震作用下该独塔斜拉桥结构具有较高的安全度。 展开更多

关键词 斜拉桥 一次可靠度方法(FORM) 首次超越 交差速率 抗震分析

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大跨度斜拉桥主塔可靠度分析 被引量：3

13

作者 李伟 颜全胜 《中外公路》 北大核心 2010年第1期130-134,共5页

一次可靠度方法(FORM)是目前最常用和高效的可靠度分析方法,其分析过程需计算结构响应的梯度。有限元可靠度方法通过直接微分的方法(Direct DifferentiationMethod,简称DDM)以获得结构的响应梯度,是一种精确、高效的可靠度分析方法,对... 一次可靠度方法(FORM)是目前最常用和高效的可靠度分析方法,其分析过程需计算结构响应的梯度。有限元可靠度方法通过直接微分的方法(Direct DifferentiationMethod,简称DDM)以获得结构的响应梯度,是一种精确、高效的可靠度分析方法,对大型复杂结构的可靠度分析具有优势。为进一步提高FORM分析的精度,可通过二次可靠度方法(SORM)或重要抽样法(ISM)来提高计算的精度。对某大跨度斜拉桥的主塔的静力可靠度和敏感性的分析结果表明,该桥的主塔是足够安全的;主塔可靠度指标β对主塔的抗弯承载能力的均值和标准差最敏感。 展开更多

关键词 斜拉桥 可靠度 有限元可靠度法 一次可靠度方法 梯度 主塔

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工程岩体抗剪强度参数的可靠度分析 被引量：4

14

作者 黄志全 姜彤 +1 位作者 刘汉东 李华晔 《华北水利水电学院学报》 2004年第2期36-38,共3页

根据可靠度分析原理,以溪洛渡水电站工程为例,对该电站坝区工程岩体抗剪强度试验数据进行了分析计算,得出了不同保证率下的抗剪强度参数值,并与传统的分析方法进行比较,结果表明,采用可靠度分析方法得出的参数比较合理.

关键词 岩体 抗剪强度 可靠度方法

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基于随机场理论的路堑边坡稳定性可靠度分析 被引量：1

15

作者 张健 许田柱 石静 《公路交通技术》 2009年第3期24-28,共5页

与传统的安全系数法分析边坡稳定性相比,以概率统计为基础的考虑到岩土性质的变异性和不确定性的可靠度方法更为客观。针对黄延高速公路一个典型的路堑边坡工程,将空间随机场理论引入到边坡稳定可靠度分析中,构建基于传递系数法的功能函... 与传统的安全系数法分析边坡稳定性相比,以概率统计为基础的考虑到岩土性质的变异性和不确定性的可靠度方法更为客观。针对黄延高速公路一个典型的路堑边坡工程,将空间随机场理论引入到边坡稳定可靠度分析中,构建基于传递系数法的功能函数,得到内摩擦角和粘聚力相关和不相关及不同方差折减系数情况下的破坏概率,获得了一些基本结论。 展开更多

关键词 边坡稳定性 可靠度方法 随机场 方差折减函数

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基于可靠度的特载车荷载分项系数研究 被引量：1

16

作者 吕颖钊 《浙江交通职业技术学院学报》 CAS 2014年第3期5-9,共5页

针对大件运输特载车过桥问题,对特载车荷载分项系数进行研究。根据特载车荷载的特点,确定特载车荷载的概率分布和统计参数。采用概率可靠度方法,对受弯、受剪构件以及6种活恒载比,进行了结构承载能力可靠度计算。以最低可靠指标为尺度,... 针对大件运输特载车过桥问题,对特载车荷载分项系数进行研究。根据特载车荷载的特点,确定特载车荷载的概率分布和统计参数。采用概率可靠度方法,对受弯、受剪构件以及6种活恒载比,进行了结构承载能力可靠度计算。以最低可靠指标为尺度,适当考虑了一定的安全余量,推荐了特载车荷载分项系数为1.1。工程应用表明,该系数用于大件运输特载车过桥的结构检算基本可行。 展开更多

关键词 大件运输 荷载分项系数 可靠度方法 最低可靠指标

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超大跨度斜拉桥静力可靠度分析

17

作者 李伟 颜全胜 《公路与汽运》 2010年第3期115-117,共3页

基于有限元可靠度法,研究了超大跨度斜拉桥正常使用状态下的静力可靠度问题;对某超大跨度斜拉桥的静力可靠度分析结果表明有限元可靠度法是求解大跨度斜拉桥可靠度问题的有效方法,几何非线性对斜拉桥可靠度指标的影响不可忽略。

关键词 桥梁 斜拉桥 几何非线性 一次可靠度方法 有限元可靠度法

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基于响应面法的二阶可靠度算法及应用 被引量：1

18

作者 陈德根 张来兴 +2 位作者 沈晓海 吕庆 肖志鹏 《科技通报》 北大核心 2015年第9期8-14,共7页

提出了一种基于响应面法的二阶可靠度分析的新算法。在U空间中确定基本随机变量,通过空间变换和相关矩阵分解,在X空间中计算试验点的功能函数;通过迭代算法构造响应面,并在此基础上进行FORM/SORM计算。以三个具有不同类型功能函数的问... 提出了一种基于响应面法的二阶可靠度分析的新算法。在U空间中确定基本随机变量,通过空间变换和相关矩阵分解,在X空间中计算试验点的功能函数;通过迭代算法构造响应面,并在此基础上进行FORM/SORM计算。以三个具有不同类型功能函数的问题为例,通过与蒙特卡洛模拟结果的比较,验证了该算法的准确性和高效性。结果表明:该算法可直接利用已有的SORM公式,有效的解决了具有相关非正态分布变量的二阶可靠度分析问题。分析过程中,功能函数的确定性计算和可靠度分析相互独立。因此,该算法即适用于功能函数具有解析表达式的简单问题,也适用于功能函数需要迭代求解或数值分析的复杂问题。 展开更多

关键词 可靠度 响应面 二阶可靠度方法 相关非正态分布 蒙特卡洛模拟

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基于一阶可靠度算法的基坑抗隆起可靠度分析

19

作者 张坤杰 刘伟平 宁佳佳 《南昌大学学报（工科版）》 CAS 2018年第3期268-271,共4页

为评价岩土参数不确定性对基坑抗隆起稳定性的影响,采用一阶可靠度(FORM)算法进行基坑抗隆起稳定性分析,通过基坑工程实例,将土体参数γ、c、φ作为随机变量,分析了土性参数的均值和变异性以及各参数的相关性对基坑抗隆起可靠度指标的影... 为评价岩土参数不确定性对基坑抗隆起稳定性的影响,采用一阶可靠度(FORM)算法进行基坑抗隆起稳定性分析,通过基坑工程实例,将土体参数γ、c、φ作为随机变量,分析了土性参数的均值和变异性以及各参数的相关性对基坑抗隆起可靠度指标的影响,并与传统的安全系数法进行了对比。结果表明:基坑抗隆起可靠度指标β对参数均值变化的敏感性明显大于安全系数Fs。φ的变异性对基坑抗隆起可靠度指标β的影响最大,c的变异性影响次之,γ的变异性对β的影响最小;如果c和φ之间不考虑负相关,计算的可靠度偏于保守。 展开更多

关键词 一阶可靠度方法 可靠度 基坑 抗隆起稳定性

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结合工程实例浅谈岩土工程可靠度 被引量：2

20

作者 苗永阳 李慧 +2 位作者 方楹 王庆龙 张春波 《低温建筑技术》 2012年第11期95-97,共3页

目前,综合国内外情况看,采用概率极限状态设计法为原则研究岩土工程的可靠度分析方法是发展的大趋势。但是由于岩土的变异性大,区域性强,故对其研究迟迟没有全面展开。本文结合具体的工程来对基坑抗倾覆的可靠度进行研究:根据基坑的破... 目前,综合国内外情况看,采用概率极限状态设计法为原则研究岩土工程的可靠度分析方法是发展的大趋势。但是由于岩土的变异性大,区域性强,故对其研究迟迟没有全面展开。本文结合具体的工程来对基坑抗倾覆的可靠度进行研究:根据基坑的破坏模式,结合具体的工程实例对支护抗倾覆稳定性的可靠指标进行了计算和分析。并根据现行规范设计方法进行校准提出了抗倾覆稳定性目标可靠指标的建议值。 展开更多

关键词 岩土工程 可靠度分析方法 基坑可靠度 抗倾覆稳定性

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