岩土参数概率模型及工程可靠度计算方法的研究

摘要

针对岩土工程可靠度分析理论的研究内容和方向，本文主要对以下两个方面进行了系统性研究：岩土参数概率模型的推断方法和工程可靠度的计算方法。研究中取得了一些具有理论意义和实用价值的成果。主要结论如下： 1、针对岩土参数容量是小样本(样本数N<30)的情况，提出了推断岩土参数概率模型的正态信息扩散法。该方法充分利用小样本提供的数据信息，从试验样本和信息论的角度出发，利用正态信息扩散原理并结合K-S检验法来推断岩土参数的概率密度函数。研究结果表明，该方法精度优于传统的有限比较法，为小样本情况下推断岩土参数的概率模型提供了一条新途径。 2、在存在多个大样本(样本数Ⅳ>50)岩土参数先验分布和现场有限个小样本的情况下，分别提出了专家信息融合法、基于AHP先验分布融合法和多源信息融合法三种方法，对先验分布权重的确定方法进行了探讨。这三种方法综合考虑了各先验分布的影响因素，在确定各先验分布的权重之后进行整体融合，进而得到验后分布的参数估计，实现了统计意义上的优化，增强了统计决策中的稳健性，成功地解决了因现场试验数据较少而无法确定先验分布的的可信度导致无法确定先验分布合理权重的问题。 3、针对岩土参数容量是较大样本(样本数30检验法进行检验和优化选择。该方法在计算时可依次求各项系数，无需重复求解方程组，并且可按任意指定阶数的高阶矩信息，达到满意的计算精度。 4、提出了工程结构可靠度计算的正交多项式数值逼近方法。该方法基于数值逼近原理，以正交多项式做基，利用功能函数的高阶矩信息，通过求解线性方程组，得到功能函数的逼近概率密度函数表达式，然后利用工程结构可靠度分析的一般式来计算结构的失效概率，对工程结构的可靠度做出合理评价。该方法为工程结构可靠性分析和设计提供了一条新途径。 5、提出了描述标准击实试验中土料干密度和含水量之间函数关系的正交多项式拟合法。该方法构造正交多项式，并充分利用试验数据，得到的反映最大干密度和最优含水量之间的内在联系的函数关系式。该方法数值计算更加稳定，可以在土工试验数据处理中得到推广和应用。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章绪论

第二章小样本岩土参数概率分布模型的推断

第三章多源先验信息下岩土参数概率密度分布的推断

第四章大样本岩土数概率密度分布的推断

第五章工程可靠性分析在正交多项式数值逼近法研究

第六章土工击实试验数据处理中的正交多项式拟合法

第七章全文结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间部分公开发表及录用的论文

攻读硕士学位期间主持、参与科研项目

攻读硕士学位期间获奖情况