基于随机有限元的拱坝坝肩稳定可靠度分析

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1、万方数据第34卷第4期福州大学学报(自然科学版)v。1．34N。．4兰Q堕笙!旦!!坚型垡!坠尘竺望堕!!堡i!!!型!塑型墅堡鲨12些g：兰堂文章编号：1000一2243(2006)04一0598—06基于随机有限元的拱坝坝肩稳定可靠度分析方建瑞1’2，苏燕3(1．同济大学土木工程学院，上海200092；2．福建省水利厅，福建福州350001；3．福州大学土木建筑学院，福建福州350002)摘要：以有限元和可靠度理论为基础，提出了应用于拱坝坝肩抗滑稳定分析的随机有限元基本思路．通过与可靠度理论相结合，考虑变量的随机特性，建立荷载效应与基本随机变量

2、之间的关系．在随机有限元的基础上进行拱坝坝肩抗滑稳定的可靠度分析，计算出相应的可靠指标．对一实际工程进行计算和分析，验证随机有限元方法在拱坝坝肩抗滑稳定分析中的应用．关键词：随机有限元；拱坝；坝肩稳定；可靠度分析中图分类号：Tv314文献标识码：AAnalysisonⅡlereHabm锣ofthearchdamabu衄明tstabilitybasedons1【ochastic觚teeId田屺ntFANGJiall—mih2，SUY锄’(1．CouegeofCivilEngine甜ng，Ton酥UIliversity，Shanghai，200092，

3、China；2．waterCon∞rvaIlcyDepanmentofFujianProvince，Fuzhou，Fuji卸350001，Cllina；3．CoUege0fCivilEIIgineeringaIld胁Ilitecture，FuzllouUnjversity，Fuzhou，Fujian350002，China)Abs缸翟ct：Basedonthetheoriesoffiniteelementandreliability，thebasicideaabomapplicationofthestochasticfiniteelementmet

4、llodusedto锄alyzetlleabutmentstabilityagainstslidingofmearchdamispresentedinthispaper．Thencornbinedwithreliabilityconlputation，thestoch鹅ticfilliteelememmetIlodisusedtoestablishtheTelationShipbetweentIlel∞defbctaIldb鹊icstochasticvariabledealingwitllsta．tisticalfbaturesofvariable

5、s．BasedontlIestochastic6Iliteelementmethod，thereliabilitvoftlIea工chd锄ahutr啦ntstabilitya{面nstslidingisaIlal)rzed，跚dthecorrespDndiI唱relia：bilityindexiscalcIll砒ed．Finally，theapplicati叽oftlleaIchdaIIlabutlmntst出lityagaillstsliding舢旧lysiswiththewayofconⅡmndefiIlitesolutionarIdstoch

6、asticfilliteelernemII圮thodisteStedby∞epracticalexa呷lea工1alvzedaIldcalclllated．Keywords：stochasticfiniteelement；archd锄；abutmentstability；reliabilityanalysis在水工结构工程设计中，由于诸多的设计变量都是不确定的值，传统上采用定值的理论和方法来求解问题，其计算结果难以合理反映结构的实际状态，而用可靠性理论设计，可以较好地模拟结构的实际工作状态．可靠度分析是基于各种资料、数据的概率统计分析，在设计中用概

7、率的方法定量地考虑了这些不确定因素，并用严格的概率来求得结构的可靠度指标．这种分析方法在建筑设计中已逐步推广，但由于水工结构设计具有某些复杂性，这种分析方法至今尚未得到广泛采用．随机有限元法是以有限元理论和可靠度理论为基础进行可靠度计算的一种方法，作为一种尝试，选择拱坝作为分析对象，对拱坝坝肩抗滑稳定进行分析，通过考虑变量的随机特性，建立荷载效应与基本随机变量之间的关系，然后在此基础上进行可靠度分析，计算出相应的可靠指标．最后对一实际工程，应用所编写的计算程序验证该方法在拱坝坝肩抗滑稳定分析中的应用，并简要分析了随机变量选取对可靠指标的影响．收稿日

8、期：2005一05—27作者简介：方建瑞(1974一)，男，博士研究生，工程师万方数据第4期方建瑞，等：基于随机有限元的拱