基于检测资料的闸门安全状态模糊综合评判

为了充分对闸门的安全进行评判,确定闸门的安全状态,基于闸门实际检测资料,以腐蚀、焊缝、闸门材料中的抗拉强度作为闸门安全状态评判的要素,采用模糊综合评判方法,构建闸门安全状态评判体系。利用偏小型正态分布函数、模糊统计以及偏大型梯形分布函数确定腐蚀、焊缝和闸门材料中的抗拉强度三个评判因素的隶属矩阵,采用层次分析法确定各个影响因素的权值,然后进行模糊综合评判,根据最大隶属度原则,确定出闸门的安全状态。     

水工钢闸门主梁模糊失效概率计算方法研究

为合理计算水工钢闸门主梁模糊失效概率,分别将主梁相对变形当作一个随机变量及三个变量的组合,采用积分法、当量随机化方法及蒙特卡罗法进行了计算。当相对变形为一个随机量时,采用积分法及当量随机化方法计算,两者的差别在于积分法用隶属函数描述模糊限值,当量随机化方法是将模糊限值当量作为一个随机量。当相对变形看作三个变量的组合时采用蒙特卡罗法进行计算,该方法考虑了三个变量的分布特性,更符合实际情况,模糊限值也用随机量表示。计算表明,积分法与当量随机化方法结果相近,验证了当量随机化方法的精度;蒙特卡罗法结果与相对变形服从正态分布时、用当量随机化方法计算的结果接近,故主梁相对变形服从正态分布更为合理。三种计算方法中,当量随机化方法计算失效概率相较于其它方法有计算过程简便,效率高的优点。     

重力坝坝基多斜面抗滑稳定模糊体系可靠度研究

以基岩具有多斜面、多滑移通道的某实际重力坝工程为例,基于刚体极限平衡法,采用模糊理论和几种典型的体系可靠度计算方法,研究其典型坝段的坝基深层抗滑稳定模糊体系可靠度,探讨模糊理论中隶属函数形式、隶属度以及隶属函数中关键参数的取值对可靠度计算结果的影响。研究结果表明,采取限制失效概率模糊界限比的方法可使计算结果更具有参考性,考虑模糊性的抗滑稳定可靠指标的下限较常规可靠度计算值偏小,这在重力坝坝基抗滑稳定分析中应引起重视。     

基于检测数据的在役水工钢闸门主梁可靠度分析

对在役水工钢闸门进行安全评估时,往往采用传统的、单一的"锈蚀速度"来表征结构抗力变化过程,方法过于简单。以某平原水利枢纽的节制闸平面钢闸门服役10 a后的检测为例,提出采用DM4DL型超声波金属厚度检测仪测量钢板蚀余厚度,并对检测数据当量正态化,获得供可靠度分析用的厚度分布函数,通过蒙特卡罗抽样随机有限元分析,计算当前钢闸门主梁的可靠度指标,以此判定当前的钢闸门是否安全。     

重力坝坝基失稳模糊-随机风险率计算方法研究

基于重力坝坝基抗滑稳定各影响因素的随机性、模糊性以及失稳准则的模糊性,研究了坝基失稳模糊风险数学模型的求解方法,建立了基于安全系数的模糊随机极限状态方程,对设计参数的模糊采用计算简便的α水平截集法,而对失效准则的模糊采用降半梯形隶属函数。工程实例计算表明：此方法比参数与失效准则均采用α水平截集法时得到的模糊风险率区间值更趋合理,模糊风险分析计算得到的坝体安全结论也与现行规范的确定性方法一致。     

弹性固支平板钢闸门主梁的可靠度分析

针对目前平板钢闸门结构形式存在的内力分布不均,主梁跨中弯矩大的问题,根据超静定结构承载力高于静定结构的原理,提出了弹性固定支座平板钢闸门主梁新型结构形式。以跨中截面与支座截面等安全度为原则,确定弹性固定支座截面合理转角;根据结构可靠度理论评价该结构主梁的可靠度指标,并与现行结构形式主梁的可靠度进行比较。结果表明：该新型结构可以在主梁截面不变情况下提高可靠度指标 1.44 ,在可靠度指标不变情况下减少材料30%,可靠度沿跨长的分布均匀,为一种经济合理、安全可靠的结构形式。     

水工钢闸门主梁多失效模式相关的系统可靠度分析

根据水工平面钢闸门主梁的破坏机理，考虑了主梁受弯、受剪和弯剪复合破坏三种主要的失效模式，建立了三种失效模式的极限状态方程，并推导了弯剪复合破坏时抗力计算模式不确定性的计算公式。采用自适应抽样方法评价了主梁多失效模式相关时的系统可靠度，并与上下限法和层次分析法的结果进行了比较。结果表明自适应抽样方法能够合理地考虑主梁多失效模式间的相关性，它在分析主梁系统可靠度时是有效的。忽略失效模式间的相关性将会低估主梁的系统可靠度水平。现行设计规范的平面钢闸门主梁系统可靠指标分别为：露顶门3.0（大中型闸门）和2.3（小型）；潜孔门3.0（大中型）和2.1（小型）。     

水工钢闸门结构正常使用极限状态的模糊概率可靠度分析

基于可靠度原理，建立了钢闸门结构模糊刚度可靠度分析的极限状态方程，分析了荷载和抗力的统计参数。在不同荷载组合的情况下，对水工钢闸门的模糊刚度可靠指标进行了计算，计算结果表明，露顶门的模糊刚度可靠指标大于潜孔门。     

水工钢闸门的可靠度分析

闸门作为水工建筑物的重要组成部分,其日常的良好运转,可以保障水利枢纽工程的运行安全,发挥水利枢纽的综合效益。水工闸门由于自身工作环境、使用年限的影响,容易出现可靠度问题,因而需要通过合理计算与可靠度分析,综合考虑闸门特点、运行环境,计算分析相应的可靠度指标,由此了解钢闸门的荷载、材料性能等相关信息,进而能够采取合理防护措施,保证钢闸门使用寿命,为其可靠度维持提供理论基础与重要保障。。     

水工钢闸门结构系数的确定

在前期所做的对闸门设计规范可靠度校准的工作基础上，根据《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》等规范的有关规定，对闸门设计规范承载能力极限状态设计表达式中的5个分项系数的取值作了说明，根据给定的目标可靠指标及用钢量与现行规范相比变化不大的原则，着重对结构系数的取值作了计算分析，提出了结构系数的取值建议，为闸门设计规范采用可靠度理论设计方法提供了一些基本思路，结果可供闸门设计规范修订时参考。     

水闸钢闸门可靠指标及分项系数的校准

分析水闸钢闸门所受静水压力的统计参数,采用JC法对水闸钢闸门构件的可靠指标进行初步校准,计算结果表明:闸门构件可靠指标满足一级建筑物的安全水准;提出钢闸门结构设计目标可靠指标的取值建议.根据可靠指标及用钢量与现行规范校准的目标可靠指标及用钢量相比变化不大的原则,采用最小二乘法优化得到结构系数的取值为1 45.     

考虑流固耦合效应的弧形钢闸门地震动力响应研究

在地震高发的中国西南地区,地震激励对弧形钢闸门的安全持续稳定运行影响较大,有必要对弧形闸门在地震作用下的动力响应及安全性进行研究。以某工程表孔弧形钢闸门为例,通过建立考虑水体和结构耦合作用的三维数值模型,研究了弧形钢闸门地震动力响应,然后利用重力坝-库水流固耦合模型验证了计算方法的准确性和有效性,最后对弧形钢闸门进行动力时程响应分析,计算了弧门地震动水压力,并与规范方法进行对比。结果表明:本文提出的考虑流固耦合效应的动力响应分析方法适用于闸门地震动力响应计算;流固耦合效应对弧形钢闸门地震动力响应影响较大,考虑流固耦合效应的闸门动力响应计算结果比规范明显增大,两者最大比值达到2倍以上。闸门结构动位移响应峰值在闸门面板顶部中心,动应力响应峰值发生在下主横梁跨中;流固耦合的动力计算表明该闸门结构刚度满足规范要求,强度不能满足,上、下主横梁处为结构动力响应薄弱环节;对高水头采用规范法计算的地震动水压力偏大,对低水头动水压力计算结果偏小。考虑流固耦合的闸门结构动力响应分析研究能反映其真实力学特征,对于地震高发区弧形钢闸门的结构设计和安全评价具有参考意义。     

水工钢闸门面板可靠度分析

基于可靠性原理,建立了闸门面板可靠度分析的极限状态方程。利用统计分析所得的数据,对影响闸门面板可靠度的荷载及抗力统计数据进行了分析计算,得到其统计参数。然后采用JC法对《水利水电工程钢闸门设计规范》中闸门面板的可靠度进行了校准计算和分析。结果表明,闸门面板的可靠指标满足一级建筑物的安全水准,并且大于闸门主梁的目标可靠指标。同时提出了水工钢闸门面板结构设计的目标可靠指标取值建议。     

水工钢闸门构件剩余寿命估算和可靠性分析

运行多年的水工钢闸门都不同程度存在锈蚀现象,严重的锈蚀会导致水工钢闸门构件强度的降低,影响钢闸门的运行安全.如何对既有水工钢闸门进行合理鉴定,并估算其剩余寿命和可靠性是一个值得探讨的课题.主要采用数理统计理论的方法,结合工程实践,探索水工钢闸门结构在不同锈蚀条件下的剩余寿命估算方法,分析既有(包括超期服役)水工钢闸门剩余寿命的可靠性.     

钢衬钢筋混凝土管道裂缝控制标准可靠度分析

针对水电站钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝控制标准可靠度研究尚不充分的情况,将蒙特卡洛法与董哲仁法裂缝宽度计算公式相结合,建立了一种新的可靠度计算方法。结合工程实例及模型试验参数,对我国现行钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝控制标准的可靠度指标进行了计算,并分析了主要的影响因素。研究表明:目前我国钢衬钢筋混凝土压力管道裂缝控制标准的安全度设置水平整体略低,但处于允许范围内;裂缝宽度限值、保护层厚度以及有效配筋率等对裂缝控制标准的可靠度水平影响均较为显著。     

我国闸门结构可靠度分析的现状

从荷载和抗力的统计分析、可靠度计算、闸门设计规范的校准、可靠度设计表达式和分项系数的确定等方面,对可靠度理论在我国闸门结构设计中的应用进行了较为系统的总结和讨论。针对我国闸门结构可靠度分析中存在的问题,提出相应的解决方法。论述了闸门设计规范采用可靠度理论的必要性和可行性,认为我国水利水电工程领域最终会全面应用可靠度理论,将闸门的设计规范修改成按可靠度理论设计宜早不宜晚。     

滑坡模糊可靠性评价的改进响应面法及优化研究

提出过无差点的改进响应面模型，并结合模糊随机理论求解滑坡的可靠性指标。首先，考虑到滑带土力学参数的模糊随机性，非线性程度较高，采用正态模糊隶属函数对参数样本进行模糊—随机处理，并作为优化模型的约束函数；然后，采用过无差点的改进响应面法将功能函数显式化为二阶近似函数，黏聚力和内摩擦角约束函数显式化为线性函数，基于二次规则方法，采用理性运动极限计算方法，寻找合理、有效而稳定的优化策略求解滑坡的目标功能函数；最后，采用一次二阶矩法计算滑坡的可靠性指标。改进的响应面法在迭代过程中通过中心展开点，优化过程可以收敛到精确的局部最优点，同时理性运动把每次寻优的空间缩小，在建立近似显函数展开点或构造点的怜域进行寻优，避免了优化迭代振荡、收敛速度缓慢或不收敛的缺陷，提升了优化速度并保证求解的有效性和准确性。计算方法保证了改进响应面法的精度，求得的可靠性指标考虑了参数模糊不确定性的影响，研究成果为拓展响应法的改进并应用于滑坡工程的可靠性评价领域起到一定的推动作用。