基于反应谱法的R重力坝动力可靠度分析

在反应谱理论的基础上结合响应面法显示的表达了RCC重力坝的功能函数,解决了在动力分析中弹性抗拉和抗压的功能函数不能显示表达的困难,再运用JC法求解可靠度指标。以铅厂水电站RCC重力坝为例，计算了其结构可靠度指标。结果表明，整个坝体的抗压强度可靠度指标均比较高，均满足规范要求。坝踵、上游坝坡转折处、坝基面、坝趾部位的抗拉可靠度指标较小，甚至小于1，表明这些地方的拉应力超过混凝土的允许抗拉强度，甚至被破坏。这从动力特性分析的结果中能够得到印证。可见，运用这种方法计算可靠度指标效率高，实用性强。     

等壳碾压混凝土重力坝层间抗滑稳定可靠度分析

针对以有限元为基础分析碾压混凝土重力坝层间可靠度其功能函数不能显式表达的特点,采用响应面法、JC法、窄界限法原理相结合的可靠度计算方法。由三维非线性有限元对等壳水电站碾压混凝土重力坝各随机变量分位点值的计算结果,采用抗剪断公式构建该电站非溢流坝段层面的功能函数,求得响应面方程,并应用JC法和窄界限法计算层间单元可靠度指标及层间体系可靠度指标,进一步分析材料的变异系数对体系可靠度的影响。结果表明,φ是影响体系可靠度指标的最敏感因子,碾压各层β值一般为4.16～5.70,层间体系可靠度β'为4.12,满足工程要求。该方法计算效率高,实用性强,用于碾压混凝土重力坝层间抗滑稳定可靠度分析是可行的,值得推广。     

重力坝系统可靠度及敏感性研究

以重力坝的可靠度、敏感性及相关性为研究对象,重点考察坝趾压坏、坝踵拉裂、沿建基面滑动三种破坏模式。首先将四种改进及新提出的算法引入至重力坝的构件可靠度计算中,通过蒙特卡罗模拟法对计算精度进行了验证,探讨了四种算法在坝体可靠度计算中的适用性;接着研究了三种功能函数对各随机变量的敏感性,包括分布参数的敏感性和随机变量对极限状态方程的敏感性,通过引入四种重要性度量指标,得出了显著影响三种功能函数的随机变量;定量确定了三种功能函数（失效模式）之间的相关系数;最后,通过三种功能函数相关系数大小,得出重力坝的体系可靠度及其失效概率。     

基于有限元方法的重力坝稳定可靠

借助于混合模拟法（HSM）,通过响应面法拟合一个响应面来代替未知的真实状态曲面,再进行Monte Carlo随机抽样从而对重力坝进行稳定可靠度分析。计算中考虑上游水深、上游泥沙高度、抗剪断摩擦系数、抗剪断凝聚力、扬压力折减系数,作为随机输入变量。进一步的研究随机输入变量对抗滑可靠指标的敏感性以及材料的变异系数对抗滑可靠指标的影响,得到了一些重要的结论。指出了影响抗滑可靠度指标的最敏感因子,及提高抗滑可靠度指标的途径。算例表明HSM法计算大型非线性复杂结构的可靠度简便可行,计算结果能达到所需的精度要求。     

重力坝深层抗滑稳定的体系可靠度分析

对于重力坝双斜面深层抗滑稳定,采用一次二阶矩法和等效线性化计算了滑动体、抗力体及体系的抗滑稳定可靠指标;赋予安全系数广义的含义,采用蒙特卡罗法计算重力坝双斜面深层抗滑稳定的体系可靠指标,并与一次二阶矩法和等效线性化计算的体系可靠指标作了比较,探讨了可靠度分析法与安全系数设计法之间的联系.结果表明,安全系数设计法中,一个粗略的安全系数不能真实、准确地反映重力坝深层抗滑稳定的安全度水平,建议结合可靠度分析法和安全系数设计法,在安全系数设计法中引入分项系数,采用广义的安全系数,可供重力坝设计规范修订时参考.     

沥青混凝土心墙抗水力劈裂可靠度分析

沥青混凝土心墙抗水力劈裂是高心墙堆石坝的关键技术问题,其可靠度计算在国内尚属空白,本文提出了非线性有限元与响应面法、JC法相结合的可靠度分析方法,构建了沥青混凝土心墙抗水力劈裂的功能函数,以目前亚洲最高的沥青混凝土心墙堆石坝--冶勒为例,根据非线性有限元对各随机变量波动的计算结果,并应用JC法计算了其结构可靠度指标.结果表明,沥青混凝土心墙β值为5～7,总体水平满足规范要求β低值区主要分布在沥青混凝土心墙中下部,其成果与传统方法计算出的安全系数以及沥青混凝土心墙温度监测分析结果一致,心墙无破坏.该方法计算效率高,实用性强,成果合理、可信,具有借鉴推广应用价值.     

丹江口水库某坝段系统可靠度分析

在结构系统可靠度研究的基础上，根据重力坝系统的特点，对服役重力坝系统可靠度的计算方法进行了探讨。并通过计算南水北调工程丹江口水库左联混凝土坝第36坝段的系统可靠度，得出了一些有意义的结果。     

沥青混凝土心墙抗水力劈裂可靠度

沥青混凝土心墙抗水力劈裂是高心墙堆石坝的关键技术问题,其可靠度计算在国内尚属空白,本文提出了非线性有限元与响应面法、JC法相结合的可靠度分析方法,构建了沥青混凝土心墙抗水力劈裂的功能函数,以目前亚洲最高的沥青混凝土心墙堆石坝——冶勒为例,根据非线性有限元对各随机变量波动的计算结果,并应用 JC 法计算了其结构可靠度指标。结果表明,沥青混凝土心墙β值为 5～7,总体水平满足规范要求,β低值区主要分布在沥青混凝土心墙中下部,其成果与传统方法计算出的安全系数以及沥青混凝土心墙温度监测分析结果一致,心墙无破坏。该方法计算效率高,实用性强,成果合理、可信,具有借鉴推广应用价值。     

腊寨水电站混凝土重力坝运行期应力分布仿真计算

为了研究重力坝运行期各工况应力分布情况,以腊寨水电站混凝土重力坝为研究对象,通过非线性弹塑性有限元法进行重力坝运行期各工况应力分布仿真计算,同时采用《混凝土重力坝设计规范》(NB/T 35026—2014)计算并与有限元计算结果进行对比分析.结果表明各静态工况中,最大拉应力和压应力均发生在溢流表孔坝段模型下的正常蓄水位工况,最大拉应力为2.82 MPa,作用位置为坝踵周围,最大压应力为2.51 MPa,作用位置为下游坝趾处,而挡水坝段的压应力值为1.84 MPa,作用位置在洞室周围;各抗震工况中,最大拉应力发生在挡水坝段模型下的"正常+地震"工况,其值为4.01 MPa,作用位置为闸墩与溢流面结合处周围,超出了混凝土的动态强度,需要对其进行配筋;最大压应力发生在冲沙孔坝段模型下的"正常+地震"工况,其值为3.25 MPa,作用位置为边墙周围,小于混凝土的抗压强度.有限元计算比《混凝土重力坝设计规范》计算得到的应力小,能基本反映结构实际受力情况,据其选定的混凝土结构为较优结构.     

基于RBF网络的重力坝结构可靠度分析

计算重力坝结构可靠度时，功能函数往往是高度非线性且为隐式的，此时经典的计算方法，如JC法、Monte-Carlo方法会由于计算量及计算时间的大量增加而不再适用。此时，应用神经网络方法是一种较好的改进方式，其中RBF网络具有收敛速度快，适于非线性拟合且可实现全局收敛的特点。本文探究了RBF网络在重力坝结构可靠度中的应用模式，并结合实例分析了其合理性。