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第三章 隧道衬砌结构区间非概率可靠度分析 一维优化算法过程步骤 ? ? ? ? 第三章 隧道衬砌结构区间非概率可靠度分析 算例分析P36 采用基于区间理论的非概率可靠性模型结合一维优化算法对该隧道进行可靠性分析。 某双线铁路隧道，设计时速200km，隧道围岩等级为Ⅳ级，采用整体式曲墙衬砌。 衬砌内力区间分析 第三章 隧道衬砌结构区间非概率可靠度分析 ? 借助正交试验思想，采用三水平四因子试验，运用ANSYS对衬砌结构进行81次内力计算，得到81组内力值。 根据最小二乘法原理，利用Mathematica编制程序求得轴力响应面函数的待定系数。 第三章 隧道衬砌结构区间非概率可靠度分析 根据非概率可靠度指标的物理意义可知该衬砌结构工作状态属于安全域范围内，结构稳定可靠。 衬砌结构非概率可靠度指标 第四章 典型系统RBD分析 隧道工程结构系统的非概率可靠度研究 隧道结构系统包括衬砌结构、进出洞口以及通风道、照明设施、排水设施、消防、通讯等附属设施。整体的隧道结构系统的可靠度由这些单一结构可靠度共同组成。 串联系统 并联系统 混联系统 隧道整体结构系统串联RBD 第四章 隧道工程结构系统的非概率可靠度研究 隧道区洞身衬砌结构系统属于串联系统，只要有一个断面单元失效，则认为该围岩地段衬砌结构全部失效破坏。隧道结构串联系统RBD如下图所示。 * 隧道结构系统的区间非概率可靠性分析模型 第四章 隧道工程结构系统的非概率可靠度研究 ? * 隧道结构系统非概率失效度求解 第四章 隧道工程结构系统的非概率可靠度研究 区间干涉模型隧道结构非概率失效度和可靠度 衬砌结构应力-强度区间干涉模型 应力-强度非概率区间干涉模型 第四章 隧道工程结构系统的非概率可靠度研究 区间干涉模型衬砌结构非概率可靠度指标 ? 第四章 隧道工程结构系统的非概率可靠度研究 衬砌结构非概率可靠度与概率可靠度的相容性 第五章 工程实例分析 工程概况 工程以通用铁路隧道双线时速160km为背景，主要分析深埋段Ⅱ ～ Ⅴ级围岩段隧道衬砌结构系统可靠度。 * * 答辩人： 导 师： 专 业： 目录页 第一章 绪论 第二章 基于区间理论的结构非概率可靠度 第三章 隧道衬砌结构区间非概率可靠度分析 第四章 隧道工程结构系统的非概率可靠度研究 第五章 工程实例分析 第六章 结论 第一章 研究背景及意义 第一章 研究背景及意义 传统可靠度度分析方法 传统的概率统计方法和模糊数学方法在对结构进行稳定性分析时需要确定不确定性参数的概率密度和隶属度函数，这一过程需要大量的实测样本数据。再有概率可靠性分析模型对参数特别敏感，概率分布函数或者隶属度函数中截尾可以忽略的细小误差却有可能对最后的可靠性指标产生不可接受的偏差。 解决方法 针对实际隧道工程中，样本数据量的限制，采用基于区间理论的非概率可靠性模型，对隧道衬砌结构进行可靠性分析，对于衬砌结构功能函数的复杂非线性特点，采取优化方法对非概率可靠性指标进行求解，同时对发生区间干涉情况下隧道结构系统的可靠度进行研究分析 非概率可靠性分析法 隧道工程中的应用 Drenick R F和Shinozuka M首次提出 苏永华采用区间数来表达地下工程的不确定参数的分布特点，采用响应面函数近似拟合结构的功能函数 Ben-Haim Y和Elishiakoff I提出 凸集合模型 苏静波运用有限元软件计算得到了隧道结构的可靠性指标区间值 邱志平结合区间数学理论，提出 基于区间理论的非概率可靠性模型 董陇军建立地下硐室岩体稳定区间非概率可靠性分析模型 苏永华等采用凸集合模型分析方法 对围岩结构的非概率可靠性做了研究 殷立静引入区间分析方法对隧道衬砌结构的稳定性进行了分析，运用区间算法求得非概率可靠性指标 …… …… 第一章 国内外研究现状 第二章 基于区间理论的结构非概率可靠度 类别 具体内容 区间数学 基本概念 区间数学 运算法则 区间数学 运算性质 加(乘)法交换律，加(乘)法结合律，数乘分配律等 区间变量 及其运算 设参数变量在区间 内变化，即 ，则称y为区间变量 区间变量 函数 第二章 基于区间理论的结构非概率可靠度 定义 假设 为 元实变量 的函数，而 为 元实区间变量 的实区间函数，若满足条件 ，