改进响应面法及其在倾斜荷载桩可靠度分析中的应用

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1、改进响应面法及其在倾斜荷载桩可靠度分析中的应用第28卷第12期2007年12月岩土力学RockandSoilMechanicsV101.28NO.12Dec.2007文章编号11000-7598-(2007)12—2539—05改进响应面法及其在倾斜荷载桩可靠度分析中的应用赵明华，曾昭宇,苏永华(湖南大学岩土工程研究所，长沙410082)摘要:针对结构可靠度分析中常用的二次函数响应面法的不足，提出一种采用高次响应而函数和利用Jc法几何性质原理确定迭代中心点准则的响应面法.在此基础上，将该法应用于倾斜

2、荷载桩的可靠性分析,计算了基于桩顶水平位移过大和桩身材料屈服这两种失效模式下的基桩可靠度,并连同蒙特卡罗法和二次函数响应面法的计算结果进行了比较.计算表明，改进的响应而法减少了计算的迭代次数,有效地提高了计算精度和数值试验的稳定性，可用于大型复杂结构的可靠性分析.关键词:可靠度;响应面;倾斜荷载桩;桩身材料屈服;几何性质原理中图分类号:TUO242.2文献标识码:AImprovedresponsesurfacemethodanditsapplicationtoReliabilityanalysiso

3、fpilesunderinclinedloadsZHAOMing一hua,ZENGZhao一yu,SUYong一hua(InstituteofGeotechnicalEngineering,HunanUniversity,Changsha410082,China)Abstract:Inconsiderationofthedeficienciesofquadratic一function一response一surfacemethodinstructuralreliabilityanalysis.alli

4、mprovedresponsesurfacemethodispresentedbasedonhigh-order-response?-surfacefunctionanditerativerulewiththegeometryprincipleofJCmethodtOdecidecenterpoint.Reliabilityanalysisofpilesunderinclinedloadsisdonebytheimprovedresponsesurfacemethod;reliabilityindi

5、cesofpileswithexcessivetophorizontaldisplacementandofpileswithmaterialyieldingarecalculated;andcomparisonsbetweenresultsbytheimprovedmethodpresentedandresultsbyMonte一Carlomethodandquadratic一function一response一surfacemethodaredone.Thecalculationdemonstra

6、testhatiterativeloopsarereduced;precisionofresultsandstabilityofnumericalexperimentsareimprovedintheapplicationoftheimprovedresponsesurfacemethod;andtheimprovedmethodissuitableforthereliabilityanalysisoflarge一scalecomplicatedstructures.Keywords:reliabi

7、lityindex;responsesurface;pilesunderinclinedloads;materialyeildingofpiles;geometryprinciple-1——』一1日u吾Jc法和蒙特卡罗法为结构可靠度分析屮常用的可靠度计算方法•在桩基工程中,基桩在倾斜荷载（或轴，横向荷载同时作用）下存在多种失效模式，目前工程界对基于桩顶水平位移过大和桩身材料屈服（桩身最大弯矩超过材料允许值）这两种失效模式下的可靠性研究开展较少，其屮一个重要原因就是无法提岀基于这两种失效模式下的极限状

8、态函数表达式.JC法需要求出极限状态函数的导数，如极限状态函数无具体的表达式，计算将遇到很大困难;蒙特卡罗法虽然不严格要求具体的函数表达式，但需进行数以万计的模拟试验，而在计算基桩内力和位移时经常使用的是有限单元法，有限单元法与蒙特卡罗法结合使用将会耗用大量计算时间，实用性不强.考虑到上述困难，本文引入近年来国内外应用较多的结构可靠度分析的响应面法，对基于以上两种失效模式的基桩可靠度进行分析，并对工程中常用的一种二次函数响应面法提出了一些改进.事实证明，这种改进的响应