管片衬砌结构可靠度分析的优化方法

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1、第24卷第22期岩石力学与工程学报Vol.24No.222005年11月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringNov.，2005管片衬砌结构可靠度分析的优化方法胡志平，罗丽娟(长安大学建筑工程学院，陕西西安710064)摘要：从结构可靠度指标的几何意义出发，推导了管片衬砌结构可靠度指标计算的优化模型，在此基础上研制了基于复形优化思想的数值计算程序。算例表明，管片衬砌结构可靠度指标优化模型无需功能函数对变量求偏导数，将当量标准正态变量在验算点上的值用原始变量统计特征值和验算点的坐标来表

2、示，就避免了每次迭代时要进行R-F变换，提高了计算效率，且精度较高。该优化模型对功能函数非线性程度高、隐式表示的管片衬砌结构可靠度分析比较适用，为地下结构可靠度分析提供了一种新的选择。关键词：隧道工程；管片衬砌；可靠度指标；复形优化中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)22–4145–06STUDYONRELIABILITYOPTIMIZATIONOFSEGMENTSLININGINSHIELDTUNNELHUZhi-ping，LUOLi-juan(1.CollegeofConstructionE

3、ngineering，Chang′anUniversity，Xi′an710064，China)Abstract：Basedonthegeometricalmeaningofstructuralreliabilityindex，thereliabilityoptimizationmodelofsegmentslininginshieldtunnelisproposed.Furthermore，theprogramisdevelopedaccordingtocomplexoptimizationalgorithm.Thenumeri

4、calexampleisprovidedtodemonstratethebetterefficiencyandaccuracyoftheoptimizationmodel，whichavoidstheperformancefunction′spartialderivativetotherandomvariable，thanthoseoffirst-orderapproximationmethods.Thevalueofequivalentstandardnormaldistributionvariableatcheckingpoi

5、ntisexpressedwiththecheckingpointcoordinatesandthestatisticsvalueoforiginalrandomvariable，whichavoidtheR-F(RackwitzR.andFiesslerB.)equivalentnormaltransformationofeachiterativecalculationatcheckingpoint.Intheexampleanalysis，theoptimizationmodelisverysuitabletoacquiret

6、hereliabilityindexofsegmentslininginshieldtunnelwheretheperformancefunctionishighlynonlinearandimplicit；andtheoptimizationisanewapproachtoanalyzingofundergroundstructurereliability.Keywords：tunnelingengineering；segmentslining；reliabilityindex；complexoptimization英国杂志Tu

7、nnelsandTunnelling1999年第8期报1引言道，由于日本福冈县一座隧道边墙衬砌上的200kg混凝土剥落掉在高速行驶的列车上，日本100多家地下结构的安全可靠与否，不但影响其正常运公司被要求对其所有的隧道进行紧急大检查。日本营使用，而且直接关系到人民的生命财产安全。据西铁路公司在山阳新干线上发现有377处混凝土衬收稿日期：2004–06–18；修回日期：2004–08–30作者简介：胡志平(1973–)，男，博士，1997年毕业于长安大学地测学院水文地质工程地质专业，主要从事地下结构设计理论与风险评估等方面的教学与研

8、究工作。E-mail：huzhping@chd.edu.cn。•4146•岩石力学与工程学报2005年砌不安全，1999年2月的掉块造成了列车脱轨的严将基本随机变量X(i=1，2，L，n)标准正态i重事故。这说明对地下结构进行可靠性分析十分重化，即