基于有限元法的地基基礎可靠度分析與優(yōu)化設計.pdf

1、地基基礎工程中存在大量的不確定因素，工程設計中處理這些不確定性的方法是安全系數(shù)法。安全系數(shù)法在理論上存在一些缺陷，其結果無法完整清晰地評價工程安全度，經常會造成工程設計的較大風險或設計上的浪費。而可靠度設計計算方法比安全系數(shù)法更科學合理，可以彌補安全系數(shù)法的諸多不足，得出更多合理的安全性評價指標。因而地基基礎工程中可靠度方法的應用研究具有重要的理論與實際意義。 本文運用理論分析、試驗分析與數(shù)值模擬等手段，對結構可靠度計算方法、基

2、于有限元法的地基基礎可靠度分析及優(yōu)化設計等問題進行了重點研究，主要內容如下： （1）介紹了結構可靠度理論的基本概念與常用計算方法；基于誤差傳播理論，提出一種較為簡單的可靠度計算方法，通過對膨脹土路基沉降的可靠度計算及與JC法計算結果的比較，表明該方法簡單可靠，精度能滿足工程要求。 （2）介紹了兩種常用的蒙特卡羅抽樣方法；通過水泥復合土工程試驗實例研究了統(tǒng)計學中正交試驗設計法在土工試驗中的應用，表明該方法科學合理，可大大減

3、少試驗次數(shù)；在此基礎上，將正交試驗法應用于蒙特卡羅抽樣，提出一種改進的抽樣方法，可減少蒙特卡羅法的模擬次數(shù)，提高模擬效率。 （3）將蒙特卡羅法與有限元法相結合，借助于ANSYS軟件，在計算機上實現(xiàn)蒙特卡羅－有限元法分析結構的可靠度。通過筏板基礎的可靠度分析，表明該方法可方便地進行地基基礎可靠度分析、顯著提高可靠度分析的效率與精度。 （4）運用結構優(yōu)化設計理論與結構有限元分析方法，探討了基礎工程的優(yōu)化設計，借助ANSYS軟