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直立式防波堤的可靠性分析

张磊

  防波堤是港口工程的重要组成部分,在港口工程建设成本中占有很高的比例,防波堤一旦遭到破坏,后果非常严重。直立式防波堤是一种重要的防波堤结构形式,在海港工程中应用非常广泛。研究直立式防波堤的可靠性具有很高的理论意义和工程价值。 结构可靠性理论最初是采用全概率法(水准Ⅲ法)计算的。由于受到计算水平和数学方法本身的限制,全概率法在结构可靠性研究初期发展缓慢。相反,近似概率法(水准Ⅱ法)由于其计算简单,能够满足大部分工程精度要求,得到了长足的发展,其中一次二阶矩法应用最广泛。随着计算技术的发展,全概率法的应用逐渐得到推广。 选择变量的联合密度函数和对联合密度函数在失效域上进行快速有效的积分是全概率法的关键部分。在本文中,对于常用的二维联合密度函数进行了总结。对于已知变量联合密度函数的结构,在计算其失效概率时直接采用数值积分的办法计算结构的失效概率;对于变量联合密度函数未知的情况,首先采用NATAF变换构造变量联合密度函数,然后采用数值积分的办法计算结构失效概率。在直立式防波堤的可靠性计算中,荷载主要是波浪力和浮托力。独立变量JC法没有考虑二者之间的相关性,计算精度不高。1992年谢世楞和刘颖对国内测波资料的频率分析表明对于波浪荷载的长期分布概型可用对数正态或Gumbel分布(极值Ⅰ型分布)[14]。对于波浪力和浮托力,本文都采用Gumbel分布。二维Gumbel分布模型有泊松二维混合Gumbel分布和泊松二维Gumbel逻辑分布。泊松二维混合Gumbel分布使用的一个必要条件是:两个变量之间的相关系数的取值范围在之间。波浪力和浮托力的相关系数一般会大于,因此本文采用泊松二维Gumbel逻辑分布密度函数作为波浪力和浮托力的联合密度函数。 本文采用直接积分法(全概率法),对秦皇岛燃料基地防波堤的实例进行了可靠性分析,计算结果表明,直接积分法计算结果与变量相关JC法计算结果近似,独立变量JC法计算结果明显低于直接积分法的计算结果。……   
[关键词]:直接积分法;直立式防波堤;可靠度;失效概率
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国海洋大学2011年
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