本技术属于悬河堤防可靠度估算技术领域,具体涉及单一失效模式下悬河堤防可靠度估算方法及系统,包括:根据悬河堤防的失效模式确定引起该失效模式的随机变量以及对应的功能函数;利用拉丁超立方抽样方法抽取随机变量参数值的样本;将抽取的随机变量参数值代入对应失效模式下的功能函数,计算悬河堤防在不同随机变量参数值组合下的失效状态,并根据功能函数值的正负判断悬河堤防是否处于失效状态;统计所有抽样结果中处于失效状态的次数,计算悬河堤防的失效概率和堤防的可靠度。本发明建了不同单一失效模式下悬河堤防可靠度估算模型,结合拉丁超立方抽样和颗粒流离散元分析方法,提出了单一失效模式下悬河堤防可靠度估算方法。
背景技术
悬河堤防土体主要由接触粘结的散体颗粒材料组成,具有复杂的非线性特征。堤防可靠度估算的研究建立在对其失效模式分析的基础之上,由于堤防的修建和运行管理存在诸多不确定性,其失效模式表现出复运行管理存在诸多不确定性,其失效模式表现出复杂多变的特点。
传统悬河堤防可靠度估算方法包括一次二阶矩法、蒙特卡罗抽样法等。其中:一次二阶矩法能有效解决功能函数为显示表达的结构可靠度分析问题,但对于功能函数为隐式表达或者具有高度非线性时将产生较大误差;蒙特卡罗法的普适性强,但其抽样工作量大,计算效率较低。与此同时,在可靠度分析过程中,涉及到悬河堤防土体力学响应的分析内容,传统的有限元分析方法,仅能反映堤防土体的宏观性能变化效应,而难以模拟土体颗粒细观的力学响应。
悬河堤防失效出现单一失效模式是常见的情况,在估算悬河堤防可靠度时,传统的基于简单结构可靠度理论分析方法,难以精准估算非线性结构的可靠度;蒙特卡罗法在估算复杂结构可靠度时效率较低,而代理模型方法估算结构可靠度,其计算的精度和效率受制于替代模型的性能。因此,需进一步研究悬河堤防在各单一失效模式下的可靠度估算方法。
实现思路