基于copula函数的防波堤可靠度计算

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1、（ＸＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＣＨＩＮＡ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ论文应目：基于Ｃｏｐｕｌａ函数的防波堤可Ｉｔ度计？ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＡｎａｌｓｉｓｏｆＶｅｒｔｉｃａｌＢｒｅａｋｗａ化ｒｓｙＢａｓｅｄｏｎＣｏｕｌａｓ：ｐ英文巧目作者：李静静董胜教授指导教师：全ａ制学术学ａ水文学及水资源专业名称：海；羊Ｘｆｉ７）Ｃ文学研究方向：＞－２０１５年５月２４日＞谨１＾（此论文献给所有关心我的人李静静基于Ｃｏｐｕｌａ函数的防波堤可靠度

2、计算巧位论义巧辩Ｍ削：鈍坪５貝削巧导教师签字：Ｐｉ答辩委员会成贸懲字：ｉｒ＼ｋ＾独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研殆工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，化不包含宋获得（注，：如没有其他需要特别声明的本栏可空）或其他教育机构的学位或证书使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名签字日期：年ｒ月日：Ｙ学位论文版巧使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留，并

3、同意Ｗ、使用学位论文的规定下事项：，１、学校有权保留并向園家有关部口或机构送交论文的貧印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。２，、学校ＷＷ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可Ｗ采用影印＂、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学中＂国学术期刊（光盘版）电子杂志社用于出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）：学位论文作者签名：怒导师签字ｆｔ或撕畫■？签字曰期；年月＞曰签字曰期：私ｉｒ年广月１个曰＾基于

4、Ｃｏｐｕｌａ函数的防波堤可靠度计算摘要防波堤在港口中起着防浪一、防沙等作用，旦破坏会对人身安全、财产造成严重的损害。直立式防波堤在使用期间可能会发生滑动失效及倾覆失效等状况。设计时通常用一次二阶矩法、蒙特卡罗法等近似概率法计算其可靠性Ｗ保证在设计期能够正常使用，但这些方法计算精度低于全概率法计算的精度。随着计算机技术的发展，全概率法中的积分计算能够得Ｗ实现，此方法应用的难点在于变量联合概率密度函数的构造。Ｃｏ一ｐｕｌａ函数是种构造变量联合分布的连接函数，可用于二维及多维分布的构造，。其最大的优点是变量的边缘分布类型没有特殊要求海洋工程中常见的

5、ｕｍｂｅｌＡｒｃｈ分布如正态ｉｍｅｄｅａｎ、对数正态、Ｇ分布都可用于边缘分布的描述。Ｃ一ｏｐｕｌａ是Ｃｏｐ山ａ的种，对称型ＡｒｃｈｉｍｅｄｅａｎＣｏｐｕｌａ由于其结构简单，参数少等优点在金融，主要用于二维分布，、水文等领域得到了广泛的应用非对称型ＡｒｃｈｉｍｅｄｅａｎＣｏｐｕｌａ函数则在Ｈ维及四维分布的构造中更加具有优势。直立堤可靠性计算中，荷载主要是水平波浪力与波浪浮托力，抗力主要是堤身自重及摩擦力ｕｍｂｅｌ，经过。论文利用对数正态分布与Ｇ分布拟合两种波浪力ｌ对拟合优度的比较，对数正态拟合水平波浪力、Ｇｕｍｂｅ分布拟合浮托力效果最佳。分别利用兰种方

6、法构造两波浪力的二维联合密度函数：①边缘分布分别取最ｂｄ－ｄＦｕｎｋｈ佳分布ｉｍｅｄｅａｎＣｏｌ，分别用Ｃｌａｙｔｏｎ、ＧｕｍＨｏｕ阱ａｒ、Ｈ种Ａｒｃｐｕａ函数构造两波浪力的二维联合概率密度函数，并比较Ｈ种Ｃｏｐｕｌａ函数的拟合优度；ｌ分布，ｌ分布构造联合概率密度函数②边缘分布均取Ｇｕｍｂｅ用二维逻辑Ｇｕｍｂｅ；③边缘分布均取对数正态分布，用二维对数正态分布构造联合概率密度函数。利用Ｈ种方法计算直立堤失效概率，：①将自重及摩擦系数视为定值对两波浪力进行二维积分计算直立堤失效巧率；②Ｗ正态分布表示沉箱自重及摩擦系数，利用完全嵌套型Ａｒｃｈｉｍｅｄ

7、ｅａｎＣｏｐｕｌａ函数构造四维概率密度函数，四维积分求直立堤失效概率；③将二维逻辑Ｇｕｍｂｅｌ或二维对数正态的概率密度直接与自重、摩擦系数的密Ｓ函数相乘构造四维概率密度函数，进行四维积分计算失效概率。本文秦皇岛某燃料基地的直立堤为实例，利用Ｃｏｐｕｌａ函数构造二维及多，二维Ｇｌ、维分布，利用直接积分法计算直立堤的失效概率并Ｗ常用的ｕｍｂｅ分布。。数正态分布计算进行对比，同时与ＪＣ法计算。计算结巧表明结果对比，冉接积分法计算结巧与ＪＣ法相近，且