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第1篇

完善的監(jiān)理管理制度是落實(shí)電力工程監(jiān)理管理的前提條件，因此電力企業(yè)要根據(jù)電力工程的實(shí)際特點(diǎn)完善安全監(jiān)理制度。由于電力工程建設(shè)監(jiān)理單位對(duì)相關(guān)法律法規(guī)認(rèn)識(shí)不深，這在很大程度上制約了監(jiān)理制度的發(fā)展，工程監(jiān)理也難以與國(guó)際接軌。因此，為了有效發(fā)揮監(jiān)理單位的作用，應(yīng)通過完善工程監(jiān)理法律法規(guī)體系來促進(jìn)監(jiān)理行業(yè)的發(fā)展，使監(jiān)理單位在電力工程建設(shè)中發(fā)揮重要作用。在工程監(jiān)理法律法規(guī)體系中，應(yīng)明確規(guī)定監(jiān)理單位的責(zé)任和義務(wù)，包括:第一，監(jiān)理單位需要對(duì)電力工程建設(shè)的質(zhì)量、安全、成本、施工進(jìn)度進(jìn)行控制，進(jìn)行工程建設(shè)信息和合同管理，積極協(xié)調(diào)相關(guān)單位間的工作關(guān)系。第二，明確電力工程監(jiān)理的工作范圍，包括設(shè)計(jì)方案討論;檢查施工圖方案;參與對(duì)承包商的招標(biāo)評(píng)標(biāo);參與施工圖交底、組織圖紙會(huì)審;檢查施工現(xiàn)場(chǎng)原材料及構(gòu)件數(shù)目及質(zhì)量等。第三，監(jiān)理單位必須與業(yè)主簽訂監(jiān)理合同，合同內(nèi)容應(yīng)包括監(jiān)理工作范圍，雙方權(quán)利、義務(wù)和責(zé)任，合同必須按照《火力發(fā)電、輸變電工程監(jiān)理招標(biāo)程序及招標(biāo)文件范本》的相關(guān)規(guī)定，雙方必須嚴(yán)格執(zhí)行合同內(nèi)容。第四，實(shí)行總監(jiān)理師負(fù)責(zé)制，設(shè)立由專業(yè)監(jiān)理工程師、總監(jiān)理師及其他監(jiān)理人員組成的監(jiān)理機(jī)構(gòu)，在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立監(jiān)理機(jī)構(gòu)，并配備相應(yīng)的監(jiān)理人員，各自履行自己的監(jiān)理職責(zé)，由總監(jiān)理師相關(guān)指令，總監(jiān)理師有一定的授權(quán)范圍，有權(quán)終止工程建設(shè)單位合同。

2電力企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)員工安全施工培訓(xùn)

安全管理監(jiān)督管理體系的建立和設(shè)備定期的維修，在很大程度上可以提高變電站的運(yùn)行安全。在變電站的電力設(shè)備操作過程中，存在較大的危險(xiǎn)，尤其是在變電運(yùn)行的過程中，需要大量的工作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，如果工作人員在操作過程中，安全意識(shí)不高，違規(guī)操作或者在操作的過程中發(fā)生失誤，就有可能造成嚴(yán)重的后果，不僅有可能造成無法挽回的損失，更有甚者會(huì)造成人員傷亡。因此，電力企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)員工安全施工的培訓(xùn)。同時(shí)，在變電站安全運(yùn)行管理中，工作人員的文化素質(zhì)及道德水平在很大程度上影響著電力工程的建設(shè)質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)工作人員的培訓(xùn)工作，既要加強(qiáng)安全知識(shí)技能的學(xué)習(xí)，也要加強(qiáng)安全管理和相關(guān)法律法規(guī)知識(shí)的學(xué)習(xí)。通過制定績(jī)效考核制度充分調(diào)動(dòng)監(jiān)理人員學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，只有提高了工作人員的文化素質(zhì)，工作人員才能做好電力工程監(jiān)督管理工作。對(duì)于高空作業(yè)的工作人員，必須要求持證上崗，加強(qiáng)對(duì)工作人員的知識(shí)教育，給予業(yè)主和施工單位更多的專業(yè)指導(dǎo)，做到“三控、兩管、一協(xié)調(diào)”的管理，提高電力工程質(zhì)量。在電力工程建設(shè)中，只有工作人員的業(yè)務(wù)技能得到提升，同時(shí)具備相應(yīng)的法律道德觀念，才能促進(jìn)電力工程建設(shè)活動(dòng)的順利開展。通過對(duì)電力工程建設(shè)實(shí)行全過程的動(dòng)態(tài)管理，充分發(fā)揮監(jiān)督管理的作用，以促進(jìn)電力工程建設(shè)持續(xù)、穩(wěn)定地發(fā)展，提高電力安全監(jiān)督的可靠性。

3加強(qiáng)電力安全監(jiān)督隊(duì)伍的建設(shè)

面對(duì)當(dāng)前電力企業(yè)存在的問題，要順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，充分利用科學(xué)技術(shù)和法律對(duì)電力進(jìn)行有效的監(jiān)督。電力企業(yè)首先就要建立一支高效的監(jiān)督隊(duì)伍，定期對(duì)監(jiān)督人員進(jìn)行培訓(xùn)，使監(jiān)督人員通過培訓(xùn)不斷提高監(jiān)管知識(shí)，熟練掌握和運(yùn)用國(guó)家關(guān)于安全生產(chǎn)方面的法律法規(guī)，提高監(jiān)管人員的綜合素質(zhì)。同時(shí)，為了提高監(jiān)管人員在執(zhí)法中的工作效率和提高監(jiān)管人員的事故調(diào)查能力，要求監(jiān)督人員具備對(duì)特殊事故的應(yīng)急處理能力。只有建設(shè)起高素質(zhì)的監(jiān)督管理隊(duì)伍，才能實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)安全監(jiān)督的可靠性。其次，電力企業(yè)還要明確劃分安全檢查的主要任務(wù)。電力企業(yè)電力安全監(jiān)督的主要任務(wù)，就是徹底解決變電站運(yùn)行過程中的熱點(diǎn)問題和突發(fā)事件，把電網(wǎng)和電力供應(yīng)安全作為電力企業(yè)安全監(jiān)督的核心，及時(shí)了解安全生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)，掌握電力生產(chǎn)過程中發(fā)生的新問題，并根據(jù)問題的實(shí)際情況，制定相關(guān)的解決方案。再次，電力企業(yè)還要提高變電作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)。安全監(jiān)察工作就是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管理，在傳統(tǒng)變電作業(yè)中，缺乏風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)，這種傳統(tǒng)的方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)下社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)安全作業(yè)的要求，因此，要求電力企業(yè)對(duì)變電作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理工作引起重視，建立完善的風(fēng)險(xiǎn)控制體系，將變電作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

4結(jié)語(yǔ)

第2篇

相關(guān)的從業(yè)工程技術(shù)人員也經(jīng)歷了以經(jīng)驗(yàn)為主的安全系數(shù)法的舊規(guī)范到基于可靠度理論的極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)的新規(guī)范的“轉(zhuǎn)軌”。新近入行的技術(shù)人員不必“轉(zhuǎn)軌”，直接采用新規(guī)范，但新規(guī)范的基礎(chǔ)———可靠度理論，只在極少數(shù)大學(xué)開設(shè)，這造成了理論與實(shí)踐的脫節(jié)，學(xué)生從業(yè)后對(duì)規(guī)范理解不夠深入和透徹面對(duì)規(guī)范的“轉(zhuǎn)軌”，我校的相應(yīng)教學(xué)還沒跟上，作為規(guī)范的核心內(nèi)容工程結(jié)構(gòu)可靠度原理在本科階段是不學(xué)的。事實(shí)上，為了方便學(xué)生以后從事土木工程，需要在本科生階段就進(jìn)行教學(xué)，可以在本科生高年級(jí)開設(shè)。目前只在研究生階段學(xué)習(xí)，除了了解基于可靠度的規(guī)范外，也為學(xué)生科研提供了新方法，開拓了視野。

二、《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學(xué)體系探討

《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學(xué)體系，應(yīng)包括可靠度分析的基本方法，可靠度方法在不同地區(qū)、不同行業(yè)的實(shí)施情況，即規(guī)范，可靠度研究的進(jìn)展情況，讓學(xué)生對(duì)可靠度在土木行業(yè)的應(yīng)用和研究有較深入的理解，為學(xué)生的研究開闊視野。具體分析有以下幾點(diǎn)。

1.教學(xué)目的。《結(jié)構(gòu)可靠度分析》是為土木研究生開設(shè)的課程。本課程主要介紹結(jié)構(gòu)分析中的可靠度理論、方法和應(yīng)用。目前我國(guó)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，已從傳統(tǒng)的安全系數(shù)的方法轉(zhuǎn)變?yōu)榛诳煽慷壤碚摰臓顟B(tài)設(shè)計(jì)方法。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法沒有充分考慮設(shè)計(jì)參數(shù)的不確定性，而可靠度理論則較充分地考慮了參數(shù)的隨機(jī)變異性，廣義可靠度則還能進(jìn)一步考慮模糊不確定性和未確知性，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐發(fā)展的必然方向。課程目的是通過教學(xué)讓學(xué)生學(xué)會(huì)從隨機(jī)概率分析的角度來處理力學(xué)和結(jié)構(gòu)問題。

2.教學(xué)內(nèi)容選擇。工程結(jié)構(gòu)可靠度教學(xué)采用的教材是《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)原理》，參考教材是《結(jié)構(gòu)可靠度理論》，內(nèi)容包括：工程結(jié)構(gòu)可靠度研究歷史簡(jiǎn)介，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和半概率設(shè)計(jì)方法，中心點(diǎn)法———次二階矩理論之一，驗(yàn)算點(diǎn)法———次二階矩理論之二，荷載及抗力的統(tǒng)計(jì)分析，近似概率法的應(yīng)用，材料性能的質(zhì)量要求和控制，以及工程結(jié)構(gòu)可靠度理論發(fā)展中的幾個(gè)問題。本課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是一次二階矩理論、概率極限設(shè)計(jì)實(shí)用表達(dá)式和結(jié)構(gòu)體系可靠度。由于是研究生課程，在講授時(shí)增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)健性與抗倒塌設(shè)計(jì)，既有結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)估，又有巖土工程可靠度等內(nèi)容，為學(xué)生科研提供參考。

3.教學(xué)方法。當(dāng)今教育注重知識(shí)講授與能力培養(yǎng)的統(tǒng)一。知識(shí)是能力的基礎(chǔ)，能力是已獲知識(shí)應(yīng)用的手段和體現(xiàn)。

（1）在課堂教學(xué)方法上，采用小班教學(xué)，課堂教學(xué)方式相對(duì)比較靈活。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同可采用講解、回答問題、討論、自學(xué)等多種教學(xué)方式。

（2）將多種教學(xué)手段引入教學(xué)體系。除常規(guī)教學(xué)手段外，還可采用多媒體技術(shù)，比如ppt、視頻、動(dòng)畫，以形象直觀地展示教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生理解更加容易，另外，由于土木工程的普遍性，還可以采用帶學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)參觀的形式，拉近課堂與現(xiàn)實(shí)的距離。這些教學(xué)表現(xiàn)形式的多樣化，大大提高了教學(xué)效率和質(zhì)量。

（3）提升學(xué)生的科研意識(shí)。課堂上重視科研現(xiàn)狀和科研前沿的介紹，讓學(xué)生了解相關(guān)方面的研究情況。

4.重視應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。在互連網(wǎng)發(fā)達(dá)的今天，學(xué)生上網(wǎng)幾乎成了習(xí)慣。充分利用這個(gè)條件，讓學(xué)生從網(wǎng)上搜集資料，自己了解和解決一些對(duì)他們相對(duì)有難度的問題。培養(yǎng)學(xué)生搜集、查閱資料、綜合資料的基本科研能力。

5.提高教師素質(zhì)。教師的素質(zhì)直接關(guān)系著教學(xué)的質(zhì)量和效果。深厚的基礎(chǔ)理論和廣博的專業(yè)知識(shí)，一定的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，相當(dāng)?shù)目茖W(xué)研究能力，是對(duì)現(xiàn)代大學(xué)教師的時(shí)代要求。教師須注重調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，努力學(xué)習(xí)新技術(shù)，才能保證在教學(xué)中有效地提高講授的質(zhì)量，較好地提升學(xué)生的工程意識(shí)和科研意識(shí)。當(dāng)然，作為教師的一般素質(zhì)要求的提升也不可懈怠，比如表達(dá)能力、與學(xué)生互動(dòng)的能力、敏感捕捉學(xué)生疑惑點(diǎn)的能力等。教師自身素質(zhì)的提升，是保證土木《工程結(jié)構(gòu)可靠度》良好教學(xué)效果的動(dòng)力和源泉。

三、《工程結(jié)構(gòu)可靠度》教學(xué)實(shí)踐總結(jié)

結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，下面是對(duì)《工程結(jié)構(gòu)可靠度》的教學(xué)實(shí)踐總結(jié)。

1.精心組織教學(xué)，全力保證教學(xué)質(zhì)量。在學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)可靠度教學(xué)目的的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何把結(jié)構(gòu)可靠度用于自己的研究領(lǐng)域；利用多樣化的教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生理解、解決實(shí)際問題的能力。

2.拓展課堂教學(xué)，開展多層次多種形式的教學(xué)活動(dòng)。對(duì)于可靠度相關(guān)的概率、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)振動(dòng)等數(shù)學(xué)知識(shí)，采用重點(diǎn)講解與學(xué)生自主學(xué)習(xí)相結(jié)合，對(duì)于規(guī)范現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，科研現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，在課堂講解時(shí)穿行，開設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的專題講座，開拓學(xué)生的視野，對(duì)可靠度有較深入的了解。結(jié)果表明：通過學(xué)習(xí)拓展、前沿講解和專題講座，學(xué)生鞏固了所學(xué)知識(shí)，開闊了視野，豐富了結(jié)構(gòu)可靠度的教學(xué)內(nèi)容。

3.結(jié)合科研與實(shí)際工程，提升教師素質(zhì)。做好科研課題，積極參加實(shí)際工程，可以有效提升教師的素質(zhì)。做好科研，才能把握土木結(jié)構(gòu)可靠度的快速發(fā)展，及時(shí)調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)，拓展知識(shí)面，了解新技術(shù)和新方法。積極參加實(shí)際工程，才能提高動(dòng)手能力，增強(qiáng)工程素質(zhì)。實(shí)踐表明：通過將科研和工程實(shí)踐成果引入教學(xué)，能深入淺出，避免紙上談兵，有效增強(qiáng)教學(xué)效果。

第3篇

關(guān)鍵詞：邊坡穩(wěn)定性；可靠度

中圖分類號(hào)： U213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、邊坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀

邊坡的穩(wěn)定性分析是巖土工程的重要研究課題之一，近一百年來，許多學(xué)者致力于這一工作，因此邊坡穩(wěn)定分析的內(nèi)容十分豐富。

邊坡穩(wěn)定性分析方法很多，如:各種極限平衡條分法，有限元法，極限分析法，邊界元法等。但是，各種邊坡穩(wěn)定分析的定值法存在一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即沒有考慮邊坡工程中存在的不確定性，這就造成了一些邊坡的安全系數(shù)大于臨界安全系數(shù)，可事實(shí)上還是發(fā)生破壞的現(xiàn)象。那么，要想正確分析邊坡的穩(wěn)定性，必須考慮邊坡工程中存在的種種不確定性。對(duì)于邊坡工程而言，土層剖面與邊界條件的不確定性；現(xiàn)場(chǎng)與實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的巖土性質(zhì)指標(biāo)的不確定性；土的性質(zhì)的天然可變性；勘探取樣方法與試驗(yàn)方法的誤差；試驗(yàn)數(shù)量與勘探數(shù)量的不足；外加荷載大小與分布的不確定性；計(jì)算模式的不確定性等都可造成邊坡穩(wěn)定分析結(jié)果的誤差。因此，必須進(jìn)行邊坡穩(wěn)定的可靠度分析。

2、可靠度方法研究現(xiàn)狀

可靠度理論萌芽于第二次世界大戰(zhàn)期間并在戰(zhàn)后得到完善與發(fā)展。二戰(zhàn)期間由于軍事的上的需要，德國(guó)在研究飛彈失靈及美國(guó)在電子元件失效的問題上，均引用了“概率理論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)”的方法。這些圍繞著軍事項(xiàng)目的研究工作最終孕育了一門嶄新的學(xué)科——可靠度理論。

可靠度理論在巖土工程領(lǐng)域的應(yīng)用始于1950年代。作為巖土工程可靠度研究的基礎(chǔ)一一土性指標(biāo)的概率統(tǒng)計(jì)分析是巖土工程可靠度研究中最主要的方面之一。土是自然歷史的產(chǎn)物，其不確定性遠(yuǎn)比人工材料復(fù)雜，從20世紀(jì)60年代開始到現(xiàn)在，對(duì)土性參數(shù)的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)、概率模型的研究和區(qū)域資料的統(tǒng)計(jì)分析一直在進(jìn)行當(dāng)中。在這方面有許多學(xué)者做了大量的工作，對(duì)可靠度理論在巖土工程中的應(yīng)用做出了較大貢獻(xiàn)。

Vanmarke建立了土體各向同性隨機(jī)場(chǎng)模型，提出了“相關(guān)距離”的概念及計(jì)算方法，在土性參數(shù)概率模型研究方面做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。

高大釗等人研究了土工指標(biāo)的變異特性及其分布規(guī)律。對(duì)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)提出了一種全回歸的統(tǒng)計(jì)方法，并建議用分布來擬合、切的聯(lián)合概率密度，并經(jīng)統(tǒng)計(jì)給出了上海地區(qū)軟土的幾個(gè)主要指標(biāo)的概率分布特性。

冷伍明等人根據(jù)影響土工參數(shù)不確定性的主要因素，探討了土工參數(shù)不確定性的一種計(jì)算途徑。改進(jìn)了相關(guān)距離計(jì)算的遞推空間法，用雙曲線的形式來擬合方差折減系數(shù)，消除了作圖時(shí)人為因素的影響。

陳立宏，陳祖煜，劉金梅，通過收集整理的多個(gè)水利工程中豐富的長(zhǎng)序列的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)資料，在此基礎(chǔ)上利用K-S法對(duì)土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的概率分布類型進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，認(rèn)為一般情況下抗剪強(qiáng)度指標(biāo)均可以接受正態(tài)分布和對(duì)數(shù)正態(tài)分布，而選擇對(duì)數(shù)正態(tài)分布能夠避免出現(xiàn)物理量為負(fù)的現(xiàn)象，在許多情況下這樣處理更為合理、簡(jiǎn)便。

雖然許多學(xué)者在這方面做了大量的研究，但是目前還是呈現(xiàn)百家爭(zhēng)鳴的狀況，沒有較權(quán)威的結(jié)論，因此還需進(jìn)行進(jìn)一步的研究。這也是巖土工程可靠度分析沒有被廣泛應(yīng)用的重要原因之一。

3、邊坡可靠度分析

傳統(tǒng)上，一直以安全系數(shù)作為邊坡工程穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，然而，安全系數(shù)不是一個(gè)常數(shù)，而是一個(gè)由設(shè)計(jì)因素的變異性所決定的隨機(jī)變量。20世紀(jì)70年代后期，邊坡工程界開始接受不確定性的概念，構(gòu)造隨機(jī)模型，采用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)，如可靠指標(biāo)和破壞概率來評(píng)價(jià)邊坡的安全度。即借助于概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，便可以求得邊坡可靠度，即所設(shè)計(jì)邊坡能在使用期內(nèi)、在指定的工作條件下，肯定地達(dá)到預(yù)計(jì)狀態(tài)的程度，或保證邊坡穩(wěn)定的概率。因?yàn)榭煽扛怕逝c破壞概率之和為全概率，所以有：。因此，可靠度分析結(jié)果能反映各種類型的不確定性或隨機(jī)性，包括頻率分布上的和結(jié)果可信程度上的不確定性，不但給出邊坡設(shè)計(jì)可采用的平均安全系數(shù)，還同時(shí)給出相應(yīng)的可能承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)，即破壞概率。這樣就避免了“絕對(duì)化”，只要破壞概率很小，小到公眾可以接受的程度，就認(rèn)為邊坡設(shè)計(jì)是可靠的。可見，用破壞概率比用安全系數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)更能客觀、定量地反映邊坡的安全性。在實(shí)際應(yīng)用上，對(duì)于鑒別具有相同安全系數(shù)、不同破壞概率的兩個(gè)邊坡的安全性，破壞概率比安全系數(shù)具有更突出的優(yōu)點(diǎn)。

所以說，可靠度方法是一個(gè)有發(fā)展前途的領(lǐng)域，也在世界范圍內(nèi)受到巖土工程界的極大關(guān)注，已成為世界各國(guó)巖土工程學(xué)者的熱門話題之一。在我國(guó)，雖然邊坡可靠度研究工作開展較晚，但許多學(xué)者對(duì)邊坡穩(wěn)定概率分析和可靠性研究做出了卓有成就的貢獻(xiàn)。祝玉學(xué)出版了《邊坡可靠性分析》一書，系統(tǒng)地闡述了運(yùn)用可靠度理論解決邊坡穩(wěn)定的各種問題，是國(guó)內(nèi)研究此方面成果的集中體現(xiàn)。包承剛、高大釗、姚耀武等對(duì)土質(zhì)邊坡的可靠性進(jìn)行了研究；張驕培、姚耀武、武清璽等將有限元與可靠度理論結(jié)合，計(jì)算出單元和整個(gè)邊坡的失效概率、可靠度指標(biāo)；在近期，陳祖煜等人在其各自著作中都系統(tǒng)地闡述了邊坡穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)分析的理論及方法。祝玉學(xué)還指出可靠度分析方法只是所有安全度問題的一種方法，是確定性方法的發(fā)展與補(bǔ)充，且該方法還剛剛走向?qū)嶋H工程應(yīng)用階段，還有許多課題需要進(jìn)一步研究?？梢灶A(yù)計(jì)，邊坡穩(wěn)定可靠度分析將更加深入、廣泛地應(yīng)用于工程實(shí)際中。

4、結(jié)語(yǔ)

邊坡穩(wěn)定的可靠度分析是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，牽涉到勘察、設(shè)計(jì)、施工等方方面面。如何在實(shí)際工程中進(jìn)行可靠度分析評(píng)價(jià)，并同確定性分析方法相互印證，還遠(yuǎn)沒有達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的程度?？傊?，邊坡可靠性理論還在進(jìn)一步發(fā)展當(dāng)中，有許多問題還待進(jìn)一步分析研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳祖煜.土坡穩(wěn)定分析一原理、方法、程序[M].中國(guó)水利水電出版社，2003：239-248.

[2] 譚曉慧. 邊坡穩(wěn)定的非線性有限元可靠度分析方法研究[合肥工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文].合肥工業(yè)大學(xué)，合肥，2007.04.

[3] 高謙，吳順川，萬(wàn)林海，等.土木工程可靠性理論及其應(yīng)用「M].北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社，2007.9.

[4] 姜兆華.三維邊坡穩(wěn)定性數(shù)值模擬與可靠度分析[武漢工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文].武漢工業(yè)學(xué)院，武漢，2009.06.

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[6]高大釗.地基土力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的可靠性分析與取值[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，1985，4:59-67.

第4篇

關(guān)鍵詞：地下工程，支護(hù)結(jié)構(gòu)，可靠性

 

0.前言

地下支護(hù)是一種復(fù)雜的工程結(jié)構(gòu)體系，其構(gòu)筑過程中整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)特性和穩(wěn)定性不僅受到巖石的生成條件和地質(zhì)作用的影響，還受到隧道開挖方法、支護(hù)類型、支護(hù)時(shí)機(jī)、支護(hù)參數(shù)等因素的影響。若巖體強(qiáng)度高，整體性好，斷面形狀有利；巖體的變形發(fā)展到一定程度將自行終止，圍巖是穩(wěn)定的。反之，巖體的變形將自由發(fā)展下去，最終導(dǎo)致圍巖整體失穩(wěn)而破壞。這種情況下，在開挖后適時(shí)地沿周邊設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)，對(duì)巖體產(chǎn)生抗力，形成約束。但考慮到地下結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性和安全性，應(yīng)當(dāng)結(jié)合圍巖和支護(hù)的相互作用，達(dá)到一種可靠性設(shè)計(jì)。

1.概述

地下工程設(shè)計(jì)的目的是使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)能夠完成全部功能要求，并且有足夠的可靠性。論文參考網(wǎng)。所指的基本功能是由其用途決定的。性能指標(biāo)有安全性、適應(yīng)性和耐久性。一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)在

具有了這三種性能之后，稱之為具有可靠性。支護(hù)結(jié)構(gòu)的基本作用就是和圍巖一起組成一個(gè)有足夠安全的地下結(jié)構(gòu)體系，能夠承受可能出現(xiàn)的各種荷載，保持地下工程斷面的使用凈空。同時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)還要確保圍巖性能的進(jìn)一步惡化。因此，對(duì)既定的地下工程選擇適當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有與上述作用相適應(yīng)的構(gòu)造、力學(xué)特性和施工的可能性與可靠性。在支護(hù)結(jié)構(gòu)具有極大剛度的情況下圍巖可以一點(diǎn)不產(chǎn)生變形；但支護(hù)結(jié)構(gòu)必須使圍巖保持原有的應(yīng)力狀態(tài)。若支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)施過遲，將會(huì)引起圍巖結(jié)構(gòu)松弛，自重能力下降。所以從可靠性和經(jīng)濟(jì)性考慮，在進(jìn)行既定工程實(shí)施開工時(shí)，須考究工程圍巖特性和支護(hù)對(duì)其作用機(jī)理。

2.支護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性的確定

可靠性是非數(shù)量的概念，為了把可靠性作為建筑結(jié)構(gòu)性能的數(shù)量化指標(biāo)，我們將在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成預(yù)定功能的概率稱為可靠度。結(jié)構(gòu)完成預(yù)定功能的標(biāo)志由極限狀態(tài)方程來衡量。結(jié)構(gòu)整體或部分在超過某狀態(tài)時(shí)，結(jié)構(gòu)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能的要求的這種狀態(tài)，稱為結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)一般由狀態(tài)函數(shù)(或稱功能函數(shù))加以描述。設(shè)結(jié)構(gòu)狀態(tài)函數(shù)為

當(dāng)z＞0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；當(dāng)z＜0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)；當(dāng)z＝0時(shí)，結(jié)構(gòu)處

于極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的可靠度即功能函數(shù)z＞0時(shí)的概率為

結(jié)構(gòu)的失效概率即功能函數(shù)z<0時(shí)的概率為

顯然有

可靠度分析中常用可靠度指標(biāo)β來表示結(jié)構(gòu)的可靠度，β定義為

若將正態(tài)變量S、R變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)正態(tài)隨機(jī)變量，則可靠度指標(biāo)的幾何涵義就是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)坐標(biāo)系SOR中原點(diǎn)到權(quán)限狀態(tài)直線的最短距離，引入到多個(gè)正態(tài)隨機(jī)變量情況，可靠度指標(biāo)就是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)空間中原點(diǎn)到極限狀態(tài)面的最短距離，如圖所示。

3.工程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠選擇

在地下施工中，支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)根據(jù)客觀需要和實(shí)際可能相結(jié)合的原則。客觀需要是指圍巖和地下水的狀況，其狀態(tài)有可能對(duì)穩(wěn)定性和可靠性產(chǎn)生影響。實(shí)際可能就是支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的能力、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、及施工的可能性。比如，在多變的地質(zhì)條件、塊裂巖體及形狀復(fù)雜的地下洞室，從使巖體強(qiáng)度增強(qiáng)的角度講應(yīng)采用錨桿。錨桿是一種能迅速起作用的支護(hù)類型，而且在復(fù)雜環(huán)境下不占作業(yè)空間，分布均勻。在軟弱巖體、塑性或流變巖體和膨脹性巖體中，以及在圍巖壓力較大的條件下，保證工程的穩(wěn)定安全，支護(hù)結(jié)構(gòu)必須封閉。論文參考網(wǎng)?；炷恋目估旌蛷澢芰^淺，因此在素噴混凝土?xí)r通常都配合金屬網(wǎng)一起使用。還有，在工程中對(duì)于抗拉性能較差的混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免受彎矩作用，如設(shè)計(jì)的薄一點(diǎn)，圓順些，在支護(hù)結(jié)構(gòu)中設(shè)置鉸或縱向伸縮縫，增加支護(hù)結(jié)構(gòu)的柔性，減少?gòu)澗?，但必須結(jié)合地下工程的防水要求一并考慮。此文對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)中鉸的防水問題不做討論。

4.支護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性分析

通常，地下工程文護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算需考慮地層和支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用，一般都是非線性的二維和三維問題，而且，計(jì)算還與開挖方法、支護(hù)過程等有關(guān)。對(duì)于這類復(fù)雜問題，只有在特殊情況下才可能得到解析解答。目前，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)數(shù)值的分析大都采用有限元法。根據(jù)地下下程的支護(hù)結(jié)構(gòu)與其周圍巖體共同作用的特點(diǎn)，通?？砂阎U(kuò)結(jié)構(gòu)與巖體作為—個(gè)統(tǒng)一的組合體來考慮，將支護(hù)結(jié)構(gòu)及其影響范圍內(nèi)的巖體一起進(jìn)行離散化。地下工程有限元法多數(shù)采用內(nèi)部加載方法求解，需要求調(diào)用內(nèi)部邊界上的釋放荷載，并將其化為節(jié)點(diǎn)力。沒沿預(yù)計(jì)開挖線上各點(diǎn)初始應(yīng)力，在離散化的情況下，可假定沿開控面上兩相鄰節(jié)點(diǎn)之間的初始應(yīng)力呈線性變化，如圖所示，當(dāng)開挖邊界節(jié)點(diǎn)按逆時(shí)針次序排列時(shí)，開挖所引起的等效荷載釋放。

有限元法作為一種廣泛應(yīng)用的數(shù)值解法，其計(jì)算的準(zhǔn)確性與精度是不用懷疑的。然而應(yīng)用于地下工程中，計(jì)算結(jié)果往往與實(shí)際有一定距離。一般來說，有限元法獲得的圍巖穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的可靠性，取決于下述三個(gè)因素：(1)巖體參數(shù)取值的可靠性和準(zhǔn)確度，主要是地應(yīng)力和巖體力學(xué)參數(shù)。(2)圍巖力學(xué)模型選用的正確性。(3)有限元的正確剖分和非線性計(jì)算的收斂情況。當(dāng)然各種計(jì)算方法所得的安全度是不一樣的，都缺乏非常嚴(yán)格的理論依據(jù)。從可靠性講，有限元法當(dāng)前普遍適用。

5.支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和要求

一個(gè)可靠的支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足三點(diǎn)基本要求。一、保證支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖作為一個(gè)整體進(jìn)行工作，過去工程的常用的木支撐和模板灌注混凝土襯砌，因?yàn)槠涫┕すに囋蚝茈y做到牢固接觸，所以支護(hù)效果較差。由于接觸點(diǎn)不固定，圍巖壓力極不均勻，常常造成襯砌受力異常，發(fā)生開裂甚至喪失使用功能。設(shè)計(jì)理論應(yīng)全面接觸為出發(fā)點(diǎn)，盡量選用能達(dá)到這個(gè)要求的結(jié)構(gòu)形式。二、允許地下結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生有限制的變形，以充分發(fā)揮圍巖的承載能力而減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用，使兩者更加協(xié)調(diào)地工作。當(dāng)然，柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)的柔度也應(yīng)該有一定的限度，絕不是越柔越好。三、要能分期施工，并使早期支護(hù)和后期支護(hù)相配合，主動(dòng)控制圍巖的變形。論文參考網(wǎng)。當(dāng)變形發(fā)展到一定程度時(shí)，初次支護(hù)可能因強(qiáng)度不足而產(chǎn)生問題，要隨時(shí)補(bǔ)強(qiáng)到變形趨于基本穩(wěn)定后再做后期支護(hù)結(jié)構(gòu)。這種可分式的支護(hù)結(jié)構(gòu)不僅使作業(yè)靈活，而且可以保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

基于要求，我們對(duì)各種支護(hù)結(jié)構(gòu)都要有一個(gè)正確的評(píng)價(jià)，以便根據(jù)變化的地質(zhì)條件加以合理的選擇。

【參考文獻(xiàn)】

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第5篇

abstract： the significance of cmcc provincial main optical transmission network mesh is to improve the reliability of the nodes to the aggregation node so as to improve the network safety. this article analyzes the newly built optical routing according to reliability theory and finally provides guidance for the selection of optical routing.

關(guān)鍵詞： 光纜路徑；可靠性分析；可靠度

key words： optical routing；reliability analysis；reliability

中圖分類號(hào)：o224 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：1006-4311（2013）35-0305-02

1 可靠性理論概述

可靠性，是指單元或由單元組成的系統(tǒng)在一定條件下完成其預(yù)定功能的能力。單元是元件、器件、部件、設(shè)備等的泛稱。單元或系統(tǒng)的功能喪失，無論其能否修復(fù)，都稱之為失效?？煽啃岳碚摷匆允КF(xiàn)象為其研究對(duì)象，因而涉及工程設(shè)計(jì)、失效機(jī)理的物理和化學(xué)分析、失效數(shù)據(jù)的收集和處理、可靠性的定量評(píng)定以及使用、維修和管理等范圍。

運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)和運(yùn)籌學(xué)的理論和方法，對(duì)單元或系統(tǒng)的可靠性作定量研究。它是可靠性理論的基礎(chǔ)。通過數(shù)學(xué)模型定量研究系統(tǒng)的可靠性，并探討它與系統(tǒng)性能、經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系，是可靠性數(shù)學(xué)理論的主要方法。

2 mesh化傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠度分析

一般來說，對(duì)于節(jié)點(diǎn)數(shù)量為n個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其鏈路數(shù)量的最大值為eij=■│i=1，2，…，n；j=1，2，…，n。

圖1中僅以4個(gè)節(jié)點(diǎn)做為示例，即節(jié)點(diǎn)數(shù)為n=4。構(gòu)建全網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中不存在的鏈路，可將其相關(guān)值賦為0或1。

根據(jù)圖1，該模型中將引入多個(gè)參數(shù)用來進(jìn)行表征。具體參數(shù)如下：

①r（i，j）：表示節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j間單條鏈路的可靠度，對(duì)于不存在鏈路該值為0，同時(shí)，由于設(shè)備故障概率要遠(yuǎn)小于光纜故障概率，為簡(jiǎn)化計(jì)算，暫不考慮設(shè)備的可靠性，即默認(rèn)為設(shè)備的可靠度為1；②r（i，j）：表示節(jié)點(diǎn)i與j間的混聯(lián)系統(tǒng)的可靠度；③d（i，j）：表示實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)i與j間的通信而增加的相應(yīng)費(fèi)用；④g（i，j）表示某網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖的鄰接矩陣，由于網(wǎng)絡(luò)的雙工性，此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖可視為無向圖。⑤gij表示g（i，j）中的元素值；⑥am（m=1，2，3，…，■）表示矩陣g （k，h）（i，j）k∈i，h∈j中，節(jié)點(diǎn)k與節(jié)點(diǎn)h的連通度，若有鏈路可達(dá)（連通），am=1，或元鏈路可達(dá)（不連通）am=0。⑦ρ （k，h）（i，j）表示節(jié)點(diǎn)k與h間的鏈路在一張復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是的臨界重要度[3]。

通過對(duì)一張全網(wǎng)狀網(wǎng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可靠度的計(jì)算，得出某一鏈路的臨界重要度，以確定該條鏈路在全網(wǎng)進(jìn)行通信時(shí)的重要程度。同時(shí)根據(jù)其費(fèi)用情況，選擇經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠的光纜段落進(jìn)行建設(shè)。

3 不同光纜鏈路對(duì)可靠性的影響

在通信網(wǎng)絡(luò)中，若網(wǎng)絡(luò)的可靠度低于預(yù)定的可靠度，則應(yīng)該通過提高元部件可靠度來改善整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠度。但是，對(duì)于大型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而言，由于其中所包含的元部件非常多，若從提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)元部件可靠度著手的話，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致消耗大量的人力和時(shí)間。我們可以通過改善網(wǎng)絡(luò)中少數(shù)比較重要的，即影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠性性能比較大的元部件的可靠性，從而可大量節(jié)省人力資源和時(shí)間的消耗[2]。

假設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)中涉及到的所有的光纜可靠度，分別記為，r（i，j）（i，j=0，1，…，n）。則通信網(wǎng)絡(luò)可靠度函數(shù)為

r（i，j）=f[r（i，j）]。這里我們定義偏導(dǎo)數(shù)■×■為節(jié)點(diǎn)i與j間光纜的臨界重要度，由此定義以及偏導(dǎo)數(shù)的數(shù)學(xué)意義就可以很容易看出，臨界重要度越大的部件，其可靠度的改善對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠度r（i，j）的改善增益越大。

任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通信均為規(guī)劃路徑的并集，其可靠度最終均可以經(jīng)過復(fù)雜系統(tǒng)的分解，表示為各部件的函數(shù)。對(duì)于暫無實(shí)際路由的情況，可以假定存在多條可靠度為0的部件，經(jīng)過各節(jié)點(diǎn)間的可靠性函數(shù)及偏導(dǎo)數(shù)的計(jì)算，便可以知道各部件對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠性提高的增益程度。然而在■×■中，r（i，j）不可為0，因?yàn)槠渲禐?，無法表示出其對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的影響。因此在此情況下，可根據(jù)該段落的實(shí)際長(zhǎng)度和敷設(shè)環(huán)境，經(jīng)驗(yàn)

判斷其建成后的可靠度，進(jìn)行賦值，然后再進(jìn)行計(jì)算，便能夠準(zhǔn)確的體現(xiàn)出該段光纜段落相對(duì)于全網(wǎng)通信的重要程度。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，可以有側(cè)重的對(duì)改善對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠度r（i，j）的改善增益較大的部件進(jìn)行投資建設(shè)。

一張復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)，在進(jìn)行光纜建設(shè)時(shí)，對(duì)于絕對(duì)集中型業(yè)務(wù)，設(shè)匯聚節(jié)點(diǎn)為k，按照上述的計(jì)算過程，可以得到一個(gè)關(guān)于k的■×n的矩陣：

■ ■ … ■■ ■ … ■■ ■ … ■ … … … …■ ■ … ■ … … … …■ ■ … ■橫向求和得ρ （k，i）（i，j）ρ （k，i）（1，2）ρ （k，i）（1，3）ρ （k，i）（1，4） … ρ （k，i）（i，j） …ρ （k，i）（n-1，n）

當(dāng)業(yè)務(wù)流量不再呈集中型，而呈分散型時(shí)，將會(huì)得到一個(gè)三維矩陣，即在以上矩陣的基礎(chǔ)上，k執(zhí)行1至n的循環(huán)，屆時(shí)ρ（i，j）=■ρ （k，i）（i，j）。 然而，可靠性僅是光纜建設(shè)的一個(gè)參考因素，而投資也是光纜建設(shè)的一個(gè)重要參考因素。需要根據(jù)光纜的可靠性和投資因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。具體的評(píng)價(jià)方法為分別將可靠性和投資賦予權(quán)重，表示為wk和wt，乘以相應(yīng)的權(quán)重后，比較該列矩陣的各行的值，便可得出應(yīng)優(yōu)先建設(shè)的路由排序值：

方案（1，2）方案（1，3）方案（1，4） … 方案（i，j） …方案（n-1，n）=wk×ρ （k，i）（1，2）ρ （k，i）（1，3）ρ （k，i）（1，4） … ρ （k，i）（i，j） …ρ （k，i）（n-1，n）+wt×ρ （k，i）（1，2）ρ （k，i）（1，3）ρ （k，i）（1，4） … ρ （k，i）（i，j） …ρ （k，i）（n-1，n）

選擇可選方案中最大的方案（i，j）值，即為最優(yōu)先建設(shè)的光纜段落。

4 模型建立與求解

本文將以黑龍江移動(dòng)省干網(wǎng)絡(luò)為例，進(jìn)行模型建立與求解。按照投資計(jì)劃，黑龍江移動(dòng)將選擇兩條可行段落的光纜進(jìn)行建設(shè)，即哈爾濱—牡丹江和哈爾濱—肇源。本文將結(jié)合可靠性的計(jì)算對(duì)以上兩段光纜的優(yōu)選進(jìn)行驗(yàn)證。

4.1 參數(shù)取值如表1所示。由于在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)前，基于光纜建設(shè)難度和投資造價(jià)等因素，已經(jīng)選定了擬建路由，本文對(duì)這兩條擬建路由進(jìn)行分析。

4.2 可靠性分析：各節(jié)點(diǎn)間可靠性計(jì)算 按照前面的介紹，求得各節(jié)點(diǎn)與哈爾濱之間通信臨界重要度的值如下面的矩陣所示：

■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■=2.6×10-6 1.8×10-6 1.2×10-6 1.8×10-6 2.7×10-6 1.9×10-6 1.1×10-6 0.9×10-63.2×10-6 1.8×10-6 0.9×10-6 1.1×10-6 0.9×10-6 1.86×10-6 1.7×10-6 2.7×10-6

橫向求和為：ρ（k12）ρ（k13）=1.415*10-5）1.403*10-5。取ρ′（k12）ρ′（k13）=1.4151.403，wk=0.4，wt=0.6。

兩條光纜的投資額對(duì)比為d（k12）d（k13）=1.356千萬(wàn)）1.553千萬(wàn)

顯然，建設(shè)哈爾濱至牡丹江段落的光纜優(yōu)于建設(shè)哈爾濱至肇源段落的光纜。因此，在進(jìn)行光纜建設(shè)時(shí)，將主要依據(jù)可靠性理論進(jìn)行新建光纜路徑的選擇。選擇路由可達(dá)且對(duì)傳輸網(wǎng)可靠性的提高影響較大的段落進(jìn)行建設(shè)或優(yōu)化，是網(wǎng)絡(luò)向mesh化演進(jìn)光纜層面的主要建設(shè)思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]李阿男，劉海濤.一種基于可靠性的簡(jiǎn)化ason方案[j].中國(guó)科技博覽，2011（35）：63-63.

第6篇

關(guān)鍵詞：燃?xì)夤芫W(wǎng)抗震可靠度分析

1、研究背景

生命線工程系統(tǒng)是維系現(xiàn)代城市功能與區(qū)域經(jīng)濟(jì)功能的基礎(chǔ)性工程設(shè)施系統(tǒng)，它包括電力系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、城市供水、供熱、供燃?xì)庀到y(tǒng)。作為生命線系統(tǒng)的重要組成部分，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)擔(dān)負(fù)著城市工業(yè)生產(chǎn)、生活供氣的任務(wù)。在地震作用下，它的破壞不僅直接影響系統(tǒng)的功能，而且會(huì)造成嚴(yán)重的次生災(zāi)害。因此，為確保供燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)在地震作用下的安全，需對(duì)供燃?xì)庀到y(tǒng)進(jìn)行抗震可靠度進(jìn)行分析 [1]。

2、城市供燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)抗震可靠度分析的涵義

城市供燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)由各種壓力的燃?xì)夤芫W(wǎng)、燃?xì)夥峙湔?、?chǔ)氣站、壓送機(jī)站、調(diào)壓計(jì)量站監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等部分組成。它是城市生命線系統(tǒng)中的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著城市工業(yè)生產(chǎn)、生活供氣的任務(wù)，是現(xiàn)代城市的動(dòng)脈[2]。

城市供燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)的抗震性能和強(qiáng)震下的運(yùn)行功能，可以從系統(tǒng)可靠度的角度進(jìn)行研究分析。從一般意義上考察，包括系統(tǒng)可靠性的分析和優(yōu)化兩部分。系統(tǒng)可靠性的分析是系統(tǒng)優(yōu)化的基礎(chǔ)，而系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)是系統(tǒng)可靠性研究的最終目的。

對(duì)于城市供燃?xì)夤芫W(wǎng)而言，系統(tǒng)抗震可靠性分析包括兩個(gè)層次:管線的抗震分析和管網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性分析。對(duì)于地下管線的抗震可靠性分析，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作，主要方法包括:基于一次二階矩理論的抗震可靠性分析方法和基于歷史震害的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法。基于一次二階矩理論的抗震可靠性分析方法一般利用管線地震反應(yīng)分析方法獲得管線的地震反應(yīng)，然后根據(jù)接頭破壞或者應(yīng)力破壞模式提出地震作用下管線的極限狀態(tài)方程，利用一次二階矩方法分析獲得管線抗震可靠度。

管線的抗震分析只是完成了單元層次的評(píng)價(jià)，以此為依托可以進(jìn)行系統(tǒng)抗震性能總體評(píng)價(jià)。網(wǎng)絡(luò)的連通可靠性分析是國(guó)際上通常采用的系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法。基于連通可靠性的網(wǎng)絡(luò)分析方法，總的來說主要有Monte-Carlo隨機(jī)模擬算法和概率解析法。Monte-Carlo隨機(jī)模擬算法的基本思想是利用概率論中的貝努里大數(shù)定律，通過大量的數(shù)值模擬，利用事件發(fā)生頻率近似代替事件的發(fā)生概率。Monte-Carlo隨機(jī)模擬算法僅適用于各種失效獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)的可靠性分析，并且這一算法只能給出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠度的近似值，計(jì)算精度難以估計(jì)。

3、城市供燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)抗震可靠度分析的具體內(nèi)容

3.1、可靠度指數(shù)的計(jì)算方法

在理論上嚴(yán)格來說,結(jié)構(gòu)的失效性應(yīng)該用全概率來表示,但是,在實(shí)際上一般不這樣做,因?yàn)楹茈y得到結(jié)構(gòu)參數(shù)的精確概率密度函數(shù),同時(shí)計(jì)算全概率需做重積分,有時(shí)也是很困難的。Cornell將結(jié)構(gòu)可靠度指數(shù)β定義為結(jié)構(gòu)安全裕量方程的均值與標(biāo)準(zhǔn)差之比。對(duì)于非線性安全裕量方程,將其方程在均值處做Taylor級(jí)數(shù)展開,取其線性項(xiàng)計(jì)算方程的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。這即是通常所說的一次二階矩法。在實(shí)際工程中結(jié)構(gòu)參數(shù)的平均值和方差比較容易得到,因此這一方法曾得到廣泛的應(yīng)用。不過,對(duì)于安全裕量方程為非線性時(shí),對(duì)于不同形式的等價(jià)安全裕量方程該法可能給出不同于后來發(fā)展的H-L法的解。H-L法不是依據(jù)安全裕量方程,而是依據(jù)破壞面來定義可靠度指數(shù),對(duì)于非線性問題不在平均值處而是在破壞面上的設(shè)計(jì)點(diǎn)做級(jí)數(shù)展開,取其線性項(xiàng)求其均值和標(biāo)準(zhǔn)差,從而得到可靠度指數(shù)。從幾何上看,在正則化空間,可靠度指數(shù)β就是和破壞面相切的球的半徑。實(shí)際上也就是求坐標(biāo)原點(diǎn)到破壞面的最短距離。對(duì)于n維正則化空間,用下式表示可靠度指數(shù):

式中：Xi ，μi和σi 分別為第i個(gè)隨機(jī)變量、平均值和標(biāo)準(zhǔn)值差。

需要指出,H-L法只適用于隨機(jī)變量服從正態(tài)分布且線性獨(dú)立無關(guān)情形。對(duì)于非正態(tài)隨機(jī)變量情形,在用H-L法進(jìn)行迭代計(jì)算過程中,同時(shí)需在設(shè)計(jì)點(diǎn)處做R-F變換,將非正態(tài)隨機(jī)變量變換為正態(tài)分布,直到計(jì)算結(jié)果收斂(以Z*的穩(wěn)定為標(biāo)準(zhǔn))。當(dāng)各隨機(jī)變量相關(guān)時(shí)則需進(jìn)行坐標(biāo)變換,然后在線性獨(dú)立且是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的條件下,按H-L法計(jì)算可靠度指數(shù)。對(duì)用戶來說這是相當(dāng)煩雜的計(jì)算工作。

3.2、管道的抗震驗(yàn)算

直埋管道的抗震驗(yàn)算,在較早的時(shí)候,把管道看作是土體的一部份,像土體一樣傳播地震波,并且主要驗(yàn)算縱波在管道中引起的應(yīng)力是否超過管材的強(qiáng)度。后來考慮到土和管道兩者剛度的差異,把管道看作是地基梁來考慮它們之間的相互作用;同時(shí)認(rèn)為,地震時(shí)埋設(shè)管道的損壞主要由于橫波引起的地面位移和失穩(wěn)所引起。管道的自振頻率很高,地震引起的慣性力可以忽略不計(jì)。對(duì)于土體非失穩(wěn)情況,管道的損壞主要是由于軸向的位移引起?；谏鲜隹紤],在新的“室外給水排水和燃?xì)鉄崃こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范”中,對(duì)于承插式接頭的埋地圓形管道在半個(gè)視波長(zhǎng)內(nèi)的軸向變位規(guī)定應(yīng)滿足下式要求:

式中 Δplk一半個(gè)視波長(zhǎng)內(nèi)管道在軸向位移量的標(biāo)準(zhǔn)值；

[ua]i―i種管道接頭設(shè)計(jì)允許位移量；

Λc一半個(gè)視波長(zhǎng)內(nèi)管道接頭協(xié)同工作系數(shù)，可取0.64；

n一半個(gè)視波長(zhǎng)內(nèi)管道接頭總數(shù)；

γEH一水平向地震作用分項(xiàng)系數(shù)，取為1.3。

3.3、管道震害程度的劃分

在給定的地區(qū),對(duì)于不同的場(chǎng)地或不同的管道可能得到不同的失效概率,如何依據(jù)失效概率來評(píng)價(jià)管道可能出現(xiàn)的震害程度?對(duì)于設(shè)計(jì)者來說如何根據(jù)失效概率的大小和工程的重要性等因素來決定其設(shè)計(jì)水平?這些問題往往與失效概率和管道震害程度間的關(guān)系有關(guān)。

因?yàn)榘踩禂?shù)就是管道允許位移的平均值和地震引起的平均位移的比值,它和失效概率間又有唯一關(guān)系,根據(jù)安全系數(shù)和對(duì)應(yīng)的失效概率來劃分地震時(shí)管道震害程度的等級(jí)可能是合理的。

基本完好Pf≤0.28（Fs≥1.3）

輕微破壞0.28＜Pf≤0.5（1.3＞Fs≥1.0）

中等破壞0.5＜Pf≤0.7（1.0＞Fs≥0.8）

嚴(yán)重破壞Pf＞0.70（Fs＜0.8）

4、結(jié)論

國(guó)內(nèi)外已有震害表明，現(xiàn)代城市對(duì)生命線工程系統(tǒng)具有高度的依賴性，地震后城市生命線工程系統(tǒng)的性能，對(duì)震后搶險(xiǎn)救災(zāi)的指揮調(diào)度、人民生命財(cái)產(chǎn)的保護(hù)和城市的正常生活的維持都至關(guān)重要。因此，生命線工程系統(tǒng)抗震可靠度分析具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李杰著．地震災(zāi)害預(yù)測(cè)與防災(zāi)規(guī)劃[M]．鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

第7篇

關(guān)鍵詞：剪壓復(fù)合作用；混凝土空心砌塊砌體；抗震抗剪強(qiáng)度；下降段；破壞形態(tài)

中圖分類號(hào)：TU398 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：16744764（2012）05000105

隨著豎向壓應(yīng)力σy的增加，混凝土空心砌塊砌體的剪切破壞依次表現(xiàn)為剪摩、剪壓和斜壓3類破壞形態(tài)[15]，如圖1所示，而與之對(duì)應(yīng)的分別是庫(kù)侖、主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力理論[1， 612]，如圖2所示。但是，中國(guó)現(xiàn)行《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[13]（簡(jiǎn)稱砌體規(guī)范）和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[14]（簡(jiǎn)稱抗震規(guī)范）對(duì)混凝土空心砌塊砌體的靜力和抗震抗剪強(qiáng)度采用了各自不同形式的庫(kù)侖理論公式，兩者不僅在計(jì)算方法上不統(tǒng)一，而且在可靠度的取值上也與相對(duì)成熟的燒結(jié)普通磚砌體相差較大。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

〖=D（〗 呂偉榮，等：混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度〖=〗 1）正如圖1、2所示，單一的庫(kù)倫理論公式僅適用于其對(duì)應(yīng)的剪摩破壞，而對(duì)于另兩類破壞形態(tài)，特別是具有明顯下降段的斜壓破壞，則擬合較差，甚至偏于不安全[1]。

2）如圖3所示，盡管現(xiàn)行抗震規(guī)范較2001版規(guī)范在混凝土空心砌塊砌體的抗震抗剪強(qiáng)度計(jì)算上進(jìn)行了調(diào)整，但當(dāng)σ0/fv大于16時(shí)，按水平段取值仍不具備下降段，與實(shí)際明顯不符，不能滿足日益增長(zhǎng)的高層配筋砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[1516]的要求。

3）以MU10、M75的燒結(jié)普通磚砌體和MU10、Mb7.5的混凝土砌塊砌體為例（取永久荷載分項(xiàng)系數(shù)γG=1.2），如圖3所示，對(duì)于國(guó)內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)較多，運(yùn)用也較為成熟的燒結(jié)普通磚砌體，其靜力抗剪強(qiáng)度曲線①普遍高于抗震抗剪強(qiáng)度曲線③；而對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)較少的混凝土空心砌塊砌體，其靜力抗剪強(qiáng)度曲線②普遍低于抗震抗剪強(qiáng)度曲線④。兩本規(guī)范對(duì)于這兩類砌體結(jié)構(gòu)在抗剪強(qiáng)度計(jì)算上表現(xiàn)出來的不同規(guī)律，值得商榷。

綜上所述，現(xiàn)行抗震規(guī)范采用庫(kù)倫理論公式計(jì)算混凝土空心砌塊砌體的抗震抗剪強(qiáng)度不僅不全面，而且其可靠度也值得質(zhì)疑。針對(duì)以上問題，李曉文[17]、駱萬(wàn)康[18]、蔡勇[8， 12]、梁建國(guó)[19]等中國(guó)學(xué)者均對(duì)此進(jìn)行了系統(tǒng)地研究，并提出了各自的計(jì)算公式，但均無法實(shí)現(xiàn)對(duì)剪摩、剪壓和斜壓三類破壞形態(tài)的全面模擬。

為此，本文作者于2008年提出了砌體剪壓破壞區(qū)理。該理論認(rèn)為，既然在多數(shù)的砌體剪壓試驗(yàn)中剪摩與剪壓破壞或剪壓與斜壓破壞共同出現(xiàn)，不妨將砌體的三類剪壓復(fù)合破壞分為剪摩剪壓破壞區(qū)和剪壓斜壓破壞區(qū)，通過引入權(quán)函數(shù)，推導(dǎo)出相應(yīng)的砌體靜力與動(dòng)力抗剪強(qiáng)度簡(jiǎn)化公式[11]：

其中A、B及a需根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定。在文[11]中，盡管也曾提出了混凝土空心砌塊砌體的抗震抗剪強(qiáng)度公式，但該公式中A、B及a等參數(shù)的確定僅僅是在其靜力抗剪強(qiáng)度公式的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)單的對(duì)其曲線峰值折減15%得到，缺乏試驗(yàn)支持。

因此，本文將基于砌體剪壓破壞區(qū)理論，引入近年來收集到的中國(guó)58片混凝土砌塊砌體墻的剪壓試驗(yàn)結(jié)果[19]，在保證可靠度的基礎(chǔ)上，運(yùn)用曲線擬合方法，確定式（1）的3個(gè)參數(shù)，提出了剪壓復(fù)合作用下混凝土砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值全曲線公式，解決了現(xiàn)行砌體和抗震規(guī)范中存在不合理和不安全的問題。1 剪壓復(fù)合作用下混凝土空心砌塊砌體的抗剪強(qiáng)度全曲線 砌體剪壓破壞區(qū)理論簡(jiǎn)化公式（1）具有下降段，能較全面的模擬砌體剪壓破壞全曲線。為此，本文根據(jù)圖1曲線中相關(guān)數(shù)學(xué)特征，可對(duì)公式（1）中的參數(shù)A、B及a確定如下：

根據(jù)中國(guó)現(xiàn)有的58片不同高寬比、不同試件尺寸、不同加載方式的混凝土空心砌塊砌體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)果[19]，如圖4所示，同時(shí)參考相關(guān)文獻(xiàn)研究成果，對(duì)剪壓復(fù)合作用下混凝土空心砌塊砌體抗剪強(qiáng)度曲線的關(guān)鍵參數(shù)取值如下：

1）曲線峰值點(diǎn)坐標(biāo)（b， ymax）的取值

如圖5所示，對(duì)于坐標(biāo)系統(tǒng)為x=σy/fm、y= fvm/fm的混凝土空心砌塊砌體的剪壓相關(guān)曲線而言，相關(guān)文獻(xiàn)中橫坐標(biāo)b的取值各不相同：重慶建筑大學(xué)駱萬(wàn)康教授（1999年）對(duì)于普通粘土磚動(dòng)力剪切試驗(yàn)回歸曲線峰值點(diǎn)取為0502；湖南大學(xué)劉桂秋教授（2000年）對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一取為067[10]；而對(duì)于混凝土而言，其剪壓相關(guān)曲線峰值坐標(biāo)為060。綜合以上取值，并考慮到動(dòng)力試驗(yàn)的取值相對(duì)偏低，本文建議取為055。

如圖4所示，文[19]的試驗(yàn)值與式（6）計(jì)算值比值的平均值為1.27，變異系數(shù)為0245，兩者吻合較好，且式（6）的計(jì)算值偏于安全。

同時(shí)，與文[19]的公式相比，式（6）的改進(jìn)在于：1）具有下降段，能全面的反映剪壓復(fù)合作用下混凝土空心砌塊砌體的剪摩、剪壓及斜壓3個(gè)破壞階段；2）解決了文[19]的計(jì)算取值偏于保守的取值，即當(dāng)σy，m/fv0， m>5，文[19]取值為水平直線。同時(shí)，當(dāng)σy，m/fv0， m>13.1，文[19]的計(jì)算取值由于缺乏下降段而導(dǎo)致不安全，無法適用于高層配筋砌塊砌體結(jié)構(gòu)。

2 混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值公式2.1 γ的取值

與試驗(yàn)平均值公式取值不同，現(xiàn)行砌體規(guī)范中已明確給出了fv0和f的取值，根據(jù)砌體規(guī)范表322所列的混凝土砌塊砌體類型，可計(jì)算出γ的范圍在（0.015～0.050）之間，平均值為0.026，

2.2 抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式的確定

根據(jù)可靠度理論，砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)值f與強(qiáng)度平均值fm的關(guān)系為：

（8）

如圖5所示，本文提出的混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式（8）與試驗(yàn)平均值公式（5）相比，不僅具有可靠度保障，而且具有與試驗(yàn)曲線及理論分析相同的特征。為方便工程應(yīng)用，本文對(duì)表1中的各種混凝土砌塊砌體組合按式（8）的計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)行規(guī)范中所采取的公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，部分結(jié)果如下圖6所示。

圖6的計(jì)算結(jié)果表明：1）本文提出的混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度公式（8）普遍低于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的混凝土砌塊砌體靜力抗剪強(qiáng)度計(jì)算值，不僅提高了其抗震可靠度，而且較好的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)了燒結(jié)普通磚砌體和混凝土砌塊砌體的抗震與靜力抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值之間的變化關(guān)系。2）不同類型的混凝土砌塊砌體按式（8）計(jì)算的抗震抗剪強(qiáng)度均在σy=f時(shí)趨于0，較好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)砌體剪壓相關(guān)曲線中3個(gè)破壞形態(tài)的模擬，避免了現(xiàn)行規(guī)范中抗剪強(qiáng)度單調(diào)遞增的不合理和不安全。3 結(jié)論

1）在砌體剪壓復(fù)合破壞區(qū)理論基礎(chǔ)上，根據(jù)中國(guó)已有的58片灌芯砌塊砌體墻片試驗(yàn)結(jié)果，推導(dǎo)出混凝土砌塊砌體的剪壓相關(guān)性試驗(yàn)值曲線公式（5）。與傳統(tǒng)砌塊砌體剪壓相關(guān)曲線相比，該曲線不僅光滑連續(xù)，而且具有下降段。

2）通過對(duì)式（5）曲線頂點(diǎn)按f=0.42 fm進(jìn)行折減以及起點(diǎn)、終點(diǎn)的相關(guān)處理后，本文推導(dǎo)出具有一定可靠度保證的混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值公式（8）。如圖5所示，經(jīng)式（8）的計(jì)算得到的凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值不僅低于現(xiàn)行抗震規(guī)定的抗震抗剪強(qiáng)度，而且也普遍低于現(xiàn)行規(guī)范砌體規(guī)定的靜力抗剪強(qiáng)度，這表明式（8）不僅滿足設(shè)計(jì)可靠度要求，而且較好的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)了燒結(jié)普通磚砌體和混凝土砌塊砌體的抗震與靜力抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值之間的變化關(guān)系。

3）如圖6所示，本文提出的混凝土空心砌塊砌體抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式（8）不僅具有下降段，且對(duì)于不同類型的砌塊砌體組合基本上均在主壓應(yīng)力σy=f時(shí)趨于0，較好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)砌體剪壓相關(guān)曲線中各種破壞形態(tài)的模擬，能直接運(yùn)用于高層砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免了現(xiàn)行規(guī)范中抗剪強(qiáng)度單調(diào)遞增的不合理和不安全。

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第8篇

關(guān)鍵詞：測(cè)試準(zhǔn)則；EM算法；測(cè)試用例復(fù)雜性；軟件可靠性模型

中圖分類號(hào)： TP311

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

隨著軟件應(yīng)用的日益廣泛及重要性的不斷增強(qiáng)，人們對(duì)軟件質(zhì)量的要求也越來越高?？煽啃宰鳛楹饬寇浖|(zhì)量的重要特性，其定量評(píng)估和預(yù)測(cè)已成為人們關(guān)注和研究的焦點(diǎn)。軟件可靠性模型作為可靠性評(píng)測(cè)的核心和關(guān)鍵，可用于軟件生命周期的不同階段，定量地估計(jì)和預(yù)測(cè)軟件可靠。一個(gè)好的可靠性模型可以準(zhǔn)確評(píng)估和預(yù)測(cè)軟件可靠，這對(duì)于軟件資源分配、軟件市場(chǎng)決策有著重要的意義。オ

軟件可靠性模型這一領(lǐng)域的研究在 20 世紀(jì) 70 年代獲得較大發(fā)展后，很多可靠性模型已經(jīng)投入使用。可以說，軟件可靠性模型已從研究階段發(fā)展到了工程階段。但是，面對(duì)軟件自身及其開發(fā)過程日益復(fù)雜的情形，它仍然呈現(xiàn)出其自身的不足。 首先，在軟件可靠性建模方面，傳統(tǒng)的軟件可靠性模型主要是從時(shí)間域和輸入域兩個(gè)方面來考慮軟件缺陷發(fā)生的概率或缺陷總數(shù)，很少?gòu)娜毕葑陨淼囊蛩卣撌觯黄浯?，在軟件可靠性建模過程中，基本上是根據(jù)測(cè)試結(jié)果直接來推導(dǎo)模型，很少關(guān)注軟件測(cè)試的設(shè)計(jì)過程；最后，在適應(yīng)性方面也存在著一定的缺陷。

鑒于此，要想建立比較適用的軟件可靠性模型，必須改變傳統(tǒng)可靠性建模思路，采用新的觀點(diǎn)、方法和新的數(shù)學(xué)工具來研究軟件故障過程。論文將測(cè)試用例的設(shè)計(jì)融入到軟件可靠性建模過程中去，在充分考慮軟件缺陷影響因子和復(fù)雜性等因素基礎(chǔ)上，采取合適的數(shù)學(xué)處理方法構(gòu)建出一個(gè)基于測(cè)試用例的軟件可靠性模型，并結(jié)合EM算法對(duì)該模型的可靠性作了驗(yàn)證。該模型不但考慮了失效出現(xiàn)的概率，還考慮了失效后可能產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性。

論文主要工作如下：(1)根據(jù)等價(jià)類、邊界值等方法來設(shè)計(jì)測(cè)試用例模型；(2)在一定假設(shè)的基礎(chǔ)上，通過觀測(cè)數(shù)據(jù)推導(dǎo)出測(cè)試用例的可靠性并得出相應(yīng)的軟件可靠性；(3)利用EM算法對(duì)軟件可靠性進(jìn)行相應(yīng)的檢驗(yàn)。

1測(cè)試用例模型的構(gòu)建

測(cè)試用例的設(shè)計(jì)是軟件測(cè)試過程中最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，一個(gè)軟件測(cè)試成功與否與其測(cè)試用例設(shè)計(jì)成功與否有很大的關(guān)系。所謂測(cè)試用例，也就是為特定目標(biāo)開發(fā)的測(cè)試輸入、執(zhí)行條件和預(yù)期結(jié)果的集合。也可以說是對(duì)軟件運(yùn)行過程中所有可能存在的目標(biāo)、運(yùn)動(dòng)、行動(dòng)、環(huán)境和結(jié)果的描述，這些特定目標(biāo)可以是驗(yàn)證一個(gè)特定的程序路徑或核實(shí)是否符合特定需求。而測(cè)試活動(dòng)要建立必要的前提條件，提供測(cè)試用例輸入、觀察輸出，然后將這些輸入和輸出進(jìn)行比較，以確定測(cè)試是否通過測(cè)試某個(gè)程序路徑或何時(shí)滿足軟件規(guī)定的要求。簡(jiǎn)言之，測(cè)試用例就是設(shè)定輸入數(shù)據(jù)，運(yùn)行被測(cè)試函數(shù)，然后判斷實(shí)際輸出是否符合預(yù)期結(jié)果。

通常造成軟件缺陷的主要原因有：(1)軟件設(shè)計(jì)文檔規(guī)范不一；(2)測(cè)試用例設(shè)計(jì)過程中引入了人為的錯(cuò)誤；(3)測(cè)試執(zhí)行后，復(fù)雜的決策條件、循環(huán)和分支的覆蓋率目標(biāo)并沒有達(dá)到等。而一個(gè)完整的測(cè)試應(yīng)該包含正面測(cè)試（Positive Testing,PT）和負(fù)面測(cè)試（Negative Testing,NT）。正面測(cè)試是驗(yàn)證程序應(yīng)該執(zhí)行的工作，而負(fù)面測(cè)試是驗(yàn)證程序不應(yīng)該執(zhí)行的工作。只有面面俱到，才能保證測(cè)試的充分性。要想保證測(cè)試用例設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須遵循四個(gè)原則：(1)測(cè)試準(zhǔn)則，每個(gè)測(cè)試用例應(yīng)當(dāng)有一組有限可枚舉的待測(cè)目標(biāo)的判定準(zhǔn)則；(2)測(cè)試用例輸入域的劃分和輸入點(diǎn)集的提取；(3)測(cè)試目標(biāo)的復(fù)雜性問題，應(yīng)盡量化復(fù)雜為簡(jiǎn)單；(4)對(duì)測(cè)試用例進(jìn)行測(cè)試的力度，就是在特定輸入條件下進(jìn)行測(cè)試的細(xì)分程度和測(cè)試的次數(shù)。在黑盒測(cè)試中，不可能采取窮舉式測(cè)試。只能選取輸入域中有代表性樣本點(diǎn)來運(yùn)行程序，然后通過程序運(yùn)行的結(jié)果（成功率或失效率）來推斷出軟件可靠性。綜上可知，一個(gè)好的測(cè)試用例既要有完善的輸入域也要有代表性的輸入點(diǎn)集。

輸入域主要來源于需求規(guī)格說明、程序觀察和額外的屬性規(guī)約。假設(shè)D表示輸入域，S表示規(guī)格說明，P表示程序觀察，T表示額外的屬性規(guī)約。則輸入域可表示為：D=S∪P∪T。其中額外的屬性規(guī)約主要是指規(guī)格說明中沒有但滿足負(fù)面測(cè)試或可能用到的那部分?jǐn)?shù)據(jù)。

輸入點(diǎn)的選取對(duì)軟件測(cè)試來說也是至關(guān)重要的，為了確保輸入點(diǎn)集選取的客觀性，特采取有選擇性隨機(jī)輸入的方法。其大體過程分為兩步：

1) 提取測(cè)試用例的邊界值點(diǎn)，構(gòu)成集合T1;

2) 在每個(gè)相鄰邊界點(diǎn)中選取n個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，其中選取測(cè)試點(diǎn)個(gè)數(shù)由測(cè)試人員根據(jù)具體情況而定，關(guān)于相鄰邊界值點(diǎn)間測(cè)試點(diǎn)的選取通過高斯隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生。即：

其中ij表示輸入點(diǎn)，n表示選擇點(diǎn)的個(gè)數(shù)，σ表示所選取點(diǎn)的方差，Id表示所選取點(diǎn)。

根據(jù)上式所得到的Id構(gòu)成了集合T2。則測(cè)試用例的輸入域D=T1∪T2。根據(jù)邊界值和等價(jià)類相結(jié)合的方法將輸入域化分成L個(gè)子區(qū)域。即D=(D1,D2,…，DL)。

2測(cè)試用例可靠性評(píng)估

2.1基本概念

軟件可靠性模型通常分為三種：時(shí)間域可靠性模型、輸入域可靠性模型和混合可靠性模型。實(shí)際上，軟件黑盒測(cè)試的過程是從輸入域著手，反復(fù)有選擇性地隨機(jī)抽取輸入點(diǎn)集，通過觀察其輸入和輸出之間的映射關(guān)系得出其可靠性。下面給出一些測(cè)試過程中常用到的概念和度量。

定義1測(cè)試準(zhǔn)則：測(cè)試準(zhǔn)則是關(guān)于一組有限可枚舉的待測(cè)試目標(biāo)（待測(cè)試的軟件部分）的判定規(guī)則，如果測(cè)試通過了判定規(guī)則的判定，則認(rèn)為達(dá)到了測(cè)試準(zhǔn)則，否則就沒有。假設(shè)i表示輸入數(shù)據(jù)，且i∈D，output表示輸出數(shù)據(jù)，也就是說如果輸入數(shù)據(jù)i滿足output=f(i)(i∈D)，就認(rèn)為達(dá)到了判定準(zhǔn)則，否則就沒有。

定義2測(cè)試子域：把測(cè)試用例的輸入域D按照上述二個(gè)步驟劃分成L個(gè)互不相交的子域D1,D2,…，DL，即D=D1∪D2∪…∪DL，且Di∩Dj=(i≠j且i,j=1,2,…,L),則Di稱為測(cè)試子域。

定義3測(cè)試可靠性因子：為了更好的判斷輸入和輸出是否滿足映射關(guān)系，特此引入功能性可靠因子c，其中c=1或c=0。當(dāng)c=1時(shí)，表示輸入和輸出符合其映射關(guān)系；當(dāng)c=0時(shí)，表示輸入和輸出不滿足其映射關(guān)系。

定義4缺陷影響因子：不同的缺陷對(duì)軟件可靠性的影響不一樣。通常測(cè)試人員將缺陷分為如下幾個(gè)級(jí)別：致命、嚴(yán)重、一般、輕微、建議。對(duì)應(yīng)不同的級(jí)別應(yīng)給予相應(yīng)權(quán)重來描述它，以表示它對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。其中缺陷影響因子用γi表示，這里i=5，表示5個(gè)級(jí)別。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可設(shè)γ=(10,5,2,1,0.5)。

軟件就好比一輛汽車，不同的缺陷、故障（缺陷因子不同）會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果，就像座位和車剎的故障一樣，同樣是缺陷，但產(chǎn)生的結(jié)果不同。作為軟件的可靠性來說，應(yīng)該把缺陷因子考慮到其中，這樣才能更好地度量和評(píng)價(jià)軟件可靠性。

假設(shè)輸入i產(chǎn)生缺陷的概率為P(i)，其中i∈D，根據(jù)定義3可將c表示為i的函數(shù)c(i)，它滿足c(i)=1或c(i)=0，根據(jù)定義4可將缺陷影響因子γ表示為i的函數(shù)γ(i)。則測(cè)試用例的可靠性可用(1)式表示：

2.2測(cè)試用例的可靠性評(píng)估

在軟件測(cè)試可靠性評(píng)估領(lǐng)域，所有的結(jié)果都是在一定假設(shè)條件下產(chǎn)生的，不論是JM模型、Musa模型或者NHPP模型，都是在一定的假設(shè)基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

根據(jù)等價(jià)類原理可知測(cè)試向量所產(chǎn)生的缺陷在各個(gè)子域內(nèi)出現(xiàn)的概率是均等的。同時(shí)，軟件的復(fù)雜性在觀測(cè)數(shù)據(jù)矩陣中也得到了很好的體現(xiàn)。根據(jù)等價(jià)類原理，可以計(jì)算出相應(yīng)的可靠性模型。

推論1對(duì)任意一功能點(diǎn)進(jìn)行一次有選擇性的隨機(jī)測(cè)試，其可靠度可表示為：

其中γi表示第i個(gè)缺陷影響因子，c/ij表示觀測(cè)結(jié)果。

證明假設(shè)對(duì)任意一個(gè)功能向量F進(jìn)行測(cè)試，其輸入點(diǎn)集為：

根據(jù)其映射規(guī)則，通過定義3可以得出一組相應(yīng)的矩陣C。它可表示為式(2)。

根據(jù)定義4可知每組輸入可能產(chǎn)生5種等級(jí)的缺陷，而每種等級(jí)的缺陷對(duì)軟件可靠度造成的影響是不一樣的，因此可把矩陣C分解成一個(gè)新矩陣C/，C/中包含了5種缺陷影響因子的信息。由于論文主要是計(jì)算軟件的可靠性，在定義3中已規(guī)定當(dāng)輸入和輸出滿足映射關(guān)系時(shí)，c取1，否則取0。所以C/表示式(3)。

根據(jù)矩陣C/和(1)式可以得出軟件無缺陷運(yùn)行的概率如(4)式所示。

根據(jù)(4)式可推知缺陷影響因子為γi的發(fā)生概率Pγ為：Pγ=1－PFi，從而可計(jì)算出軟件可靠度RFi如式(5)所示：

推論2測(cè)試用例在無缺陷下運(yùn)行的概率為：

證明測(cè)試向量F1,F2,…,Fn相互獨(dú)立， 則可推出測(cè)試用例F的可靠度為各個(gè)測(cè)試向量可靠度的交集，表示為(7):

據(jù)推論1知測(cè)試用例的可靠度Rc=∏ni=1RFi， 從而可得出測(cè)試用例在無缺陷下運(yùn)行的概率為

3軟件可靠性評(píng)估

3.1最大概率的EM算法

在文獻(xiàn)［5］中論述了EM算法在假設(shè)檢驗(yàn)中的應(yīng)用，本文將該方法引申到軟件測(cè)試可靠性評(píng)估計(jì)算上。

假設(shè)輸入點(diǎn)集為I，通過輸入和輸出的映射函數(shù)關(guān)系，觀測(cè)到I服從概率分布Pd(I)， Id。隨機(jī)變量I只是觀測(cè)數(shù)據(jù)的一部分，假設(shè)A表示與I有關(guān)的隨機(jī)事件，即A={R(I)>Rα}，R(I)表示通過隨機(jī)輸入I觀測(cè)到的似然統(tǒng)計(jì)量，Rα表示測(cè)試人員的期望值，且Rα∈［0,1］。這里所要求的是最大概率sup{Pd(A):d∈D0}，這里D0是D的子集。在假設(shè)檢驗(yàn)中，最大概率可以是真實(shí)的檢驗(yàn)水平，也可以是犯第1類或第2類錯(cuò)誤的概率。

EM算法是用來求解似然函數(shù)最大值點(diǎn)的工具，所以，如果能夠?qū)⒏怕蔖d(A)看成似然函數(shù)的值，則可以利用EM算法得到最大概率sup{Pd(A):d∈D0}。

EM算法的基本步驟：

設(shè)f(y|d)是Y的概率函數(shù)。從一個(gè)初始點(diǎn)d∈D開始，則尋找sup{Pd(A):d∈D0}的算法由下面的兩步迭代而成(t=0,1,…)：

E步：給定現(xiàn)在的值d(t)后，對(duì)未知的對(duì)數(shù)似然函數(shù)l(d|Y)=log f(Y|d)求條件期望：

M步：最大化函數(shù)Q(d|d(t))，求取最大值點(diǎn)d(t+1)作為下一步迭代的值，即使得：

3.2基于測(cè)試用例的軟件可靠度檢驗(yàn)

軟件測(cè)試是一個(gè)反復(fù)測(cè)試的過程，一個(gè)測(cè)試軟件包含多個(gè)測(cè)試用例，各個(gè)測(cè)試用例之間的關(guān)系是相互獨(dú)立的，假設(shè)測(cè)試軟件P包括m個(gè)測(cè)試用例，并且對(duì)該軟件進(jìn)行了k次測(cè)試，根據(jù)推論2可計(jì)算出一個(gè)關(guān)于測(cè)試用例的觀測(cè)數(shù)據(jù)矩陣R如(8)式所示：

其中Rij表示對(duì)第i個(gè)測(cè)試用例進(jìn)行第j次測(cè)試所得到的結(jié)果。其中經(jīng)過k次測(cè)試后，每個(gè)測(cè)試用例的可靠度可以取其算術(shù)平均值作為最后結(jié)果，其結(jié)果可表示為式(9)。

根據(jù)(8)、(9)式可推導(dǎo)出測(cè)試軟件P的最終矩陣表達(dá)式為式(10)：

下面利用R={R(c)1,…,R(c)m}對(duì)軟件可靠度RP進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的問題是：

這里的RP表示測(cè)試員或者軟件使用者對(duì)軟件可靠度的期望值，如果測(cè)試軟件可靠度大于該期望值，則認(rèn)為測(cè)試軟件的可靠度達(dá)到要求，否則，認(rèn)為沒達(dá)到要求。根據(jù)式(8)可推出軟件的可靠度的極大似然估計(jì)為式(11)。

對(duì)于給定的檢驗(yàn)水平α，假設(shè)A={R^p>Rα}，通常的檢驗(yàn)方法應(yīng)該選取R盡可能的小，對(duì)給定的水平α，其中臨界值Rα可以表示為式(12)。

通過上文分析，可得出RP的對(duì)數(shù)似然函數(shù)為式(13)。

其中，c是一個(gè)與Rij無關(guān)的常數(shù)且c=－m log k。

給定(R1,…,Rm)的一個(gè)初值(R(0)1,…,R(0)m)，則在已知l步迭代后，EM算法的E步是：

EM算法的M步是在RP=R1…Rm=RP下求出Q(R1,…,Rm,R(l)1,…,R(l)m)關(guān)于(R1,…,Rm)的最大值。其中可以利用Lagrange乘子法得到最大值點(diǎn)為R(l)ij=R(l)ij+λ,其中λ是方程∏mi=1∑kj=1(R(l)ij+λ)=RP的解。

這樣可得到一個(gè)序列{(R(l)1,…,R(l)m),l=1,2,…}。根據(jù)EM算法的一般原則，這個(gè)序列使得R(l)P{R^P>R}是單調(diào)不減的。如果初值選得適當(dāng)，則方程也收斂得較快。

4試驗(yàn)?zāi)M

軟件可靠性模型主要是改進(jìn)軟件開發(fā)過程和軟件可靠性的度量?；跍y(cè)試用例的軟件可靠性評(píng)估模型是根據(jù)在在改善測(cè)試用例設(shè)計(jì)過程中通過對(duì)失效數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,并且通過EM算法來求其最小置信下限，真實(shí)地描述了軟件失效特征，理論上具有較高的預(yù)計(jì)精度和較好的適用性。

4.1測(cè)試用例可靠度計(jì)算

下面給出一個(gè)有關(guān)登錄原為：登陸系統(tǒng)的測(cè)試用例試驗(yàn)數(shù)據(jù)，該用例包括3個(gè)測(cè)試向量，即，F(xiàn)c={F1,F2,F3}，根據(jù)定義4將其按照缺陷等級(jí)分成5個(gè)類別，其相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。

缺陷因子對(duì)軟件本身的影響的情況下可計(jì)算出功能向量的可靠度RF=［0.9415,0.9658,0.962］和測(cè)試用例的可靠度Rc=0.9564。從測(cè)試結(jié)果來說，用戶和測(cè)試人員更容易接受包含缺陷影響因子的測(cè)試結(jié)果。

4.2適用性評(píng)價(jià)

本文所給出的軟件可靠性評(píng)估模型是基于數(shù)據(jù)域的基礎(chǔ)上提出的，而Nelson模型是數(shù)據(jù)域軟件可靠模型的代表。文章通過對(duì)上述登錄原為：登陸系統(tǒng)的模擬，得出了一組關(guān)于Nelson模型、傳統(tǒng)算法和基于測(cè)試用例模型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)（本文所提出的模型用TC模型表示）。

第9篇

關(guān)鍵詞：邊坡穩(wěn)定；可靠度；非線性有限元

中圖分類號(hào)：U213.1+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1.1研究歷史及現(xiàn)狀

1.1.1 邊坡穩(wěn)定確定性分析法研究概況

邊坡穩(wěn)定性分析方法有很多，大體上可以分為極限平衡條分法、有限元法、極限分析法(滑移線法)等，其中應(yīng)用最廣泛的是前兩種方法。

極限平衡條分法是建立在莫爾一庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上的，其特點(diǎn)是只考慮靜力平衡條件和土的莫爾一庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則。對(duì)于邊坡穩(wěn)定性分析中大多數(shù)的靜不定問題，極限平衡條分法通過引入一些簡(jiǎn)化假定來使問題變得靜定可解。極限分析法(滑移線法)與條分法的區(qū)別是滑移線法要求每一單元都達(dá)到了極限平衡狀態(tài)，而條分法只假定土體沿滑裂面達(dá)到了極限平衡。因此滑移線法得到的是一個(gè)保守解(上限解)，而條分法由于并不要求滑體內(nèi)的每一點(diǎn)均處于極限平衡，因此是下限解。

隨著計(jì)算機(jī)和有限元分析方法的發(fā)展，應(yīng)用嚴(yán)格的應(yīng)力應(yīng)變分析方法分析邊坡穩(wěn)定性問題己成為可能。邊坡穩(wěn)定的有限元分析由于不必對(duì)一部分內(nèi)力和滑裂面形狀作出假定，使得分析研究成果的理論基礎(chǔ)更為嚴(yán)密，因而邊坡穩(wěn)定分析的有限元法也逐漸受到重視。

1.1.2 極限平衡條分法

目前常用的極限平衡條分法有：瑞典法、簡(jiǎn)化Bishop法、Janbu法、Sarma法、Spencer法、Morgenstern-Price法等。

邊坡穩(wěn)定分析的極限平衡條分法大體上可分為兩個(gè)步驟，一是利用上述各種條分法對(duì)滑坡體內(nèi)某一滑裂面求其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：二是在眾多可能的滑裂面中，重復(fù)上述步驟，找出相應(yīng)最小安全系數(shù)的臨界滑面。近年來，最優(yōu)化方法被廣泛應(yīng)用于這一課題，這些方法總體上可以分為枚舉法、數(shù)值分析方法、非數(shù)值分析方法(如：模擬退火法，遺傳算法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，螞蟻算法，仿生算法)等三類，它在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用研究十分活躍。

1.1.2.1 有限元法

和極限平衡條分法相比，有限元法能更好地反映邊坡巖土體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，并且不受邊坡幾何形狀和材料不均勻的限制，因而是邊坡穩(wěn)定性分析中一種較為理想的方法。邊坡穩(wěn)定性分析的有限元法大體上可以分為兩類：一是基于滑面應(yīng)力分析的有限元法(Slip Surface Stress Analysis，簡(jiǎn)稱SSA)，它是邊坡穩(wěn)定性有限元分析中一種常規(guī)的計(jì)算方法；二是基于強(qiáng)度折減的有限元法(Strength Reduction Method，簡(jiǎn)稱SRM)，這種方法在國(guó)外興起于上世紀(jì)九十年代。

邊坡穩(wěn)定有限元法的重要研究?jī)?nèi)容是如何將有限元計(jì)算結(jié)果與傳統(tǒng)的安全系數(shù)掛鉤，成為直接用于邊坡設(shè)計(jì)的判別依據(jù)。幾乎在有限元法開發(fā)的同時(shí)，研究者就開始了其與邊坡穩(wěn)定分析中傳統(tǒng)條分法關(guān)系的研究。

雖然在邊坡穩(wěn)定的有限元分析中可以考慮更為復(fù)雜的本構(gòu)模型，但為了與成熟的極限平衡法相比較，目前工程中最普遍的還是采用Mohr-Coulomb(或Drucke-Prager)準(zhǔn)則的理想彈塑性模型。至于選何種流動(dòng)法則尚未取得共識(shí)，一部分學(xué)者認(rèn)為剪脹角對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響不大；另一部分學(xué)者則認(rèn)為不應(yīng)忽視剪脹角對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。

1.1..2.2 邊坡稚定的大變形有限元分析

經(jīng)典有限元法常假定邊坡在荷載作用下發(fā)生的應(yīng)變是微小的，而實(shí)際上，邊坡的破壞往往伴隨著大變形條件。研究表明：當(dāng)平均應(yīng)變?yōu)?0%時(shí)，剪切帶內(nèi)的應(yīng)變可高達(dá)40%.因此，應(yīng)進(jìn)行邊坡的大變形有限元可靠度分析。

大變形有限元分析已在結(jié)構(gòu)工程及材料工程中得到廣泛應(yīng)用。但由于巖土工程研究對(duì)象的復(fù)雜性，它在巖土工程中的應(yīng)用還不多見，目前的研究多集中于土體的固結(jié)變形及流固禍合分析。李術(shù)才等也采用大變形理論對(duì)地下工程進(jìn)行了分析探討。大變形理論在邊坡工程的應(yīng)用相對(duì)很少，施斌等采用大變形有限元方法分析了邊坡體中各單元的應(yīng)力及變形情況；周翠英等采用有限元強(qiáng)度折減法求解了考慮邊坡大變形情況時(shí)的邊坡總體安全系數(shù)。

由上述分析可見，大變形分析理論在邊坡工程中的研究還剛剛起步，而且還僅局限于定值法研究。因此，需進(jìn)行邊坡工程的大變形有限元研究及相應(yīng)的可靠度分析。

1.2可靠度分析方法研究概況

1.2..1結(jié)構(gòu)可靠度理論研究

結(jié)構(gòu)可靠度方法在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，是其理論逐步發(fā)展和不斷完善的結(jié)果。早期的可靠度計(jì)算方法只是考慮隨機(jī)變量平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的所謂“二階矩模式”，即現(xiàn)在的“中心點(diǎn)法”。由于中心點(diǎn)法不能考慮實(shí)際中的非正態(tài)隨機(jī)變量以及可靠指標(biāo)的不惟一性等缺點(diǎn)，1974年Hasofer and Lind從兒何上對(duì)可靠指標(biāo)進(jìn)行了定義，將可靠指標(biāo)定義為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)空間內(nèi)原點(diǎn)到極限狀態(tài)曲面的最短距離。對(duì)于非正態(tài)變量Rackwitz和 Fiessler提出一種當(dāng)量正態(tài)轉(zhuǎn)換法，可把非正態(tài)變量變換為等價(jià)的正態(tài)變量，同時(shí)提出了求設(shè)計(jì)點(diǎn)的迭代算法。這種方法被國(guó)際結(jié)構(gòu)安全度聯(lián)合委員會(huì)(JCSS)推薦使用，因而亦稱為JC法。對(duì)于隨機(jī)變量相關(guān)的情形，需要知道隨機(jī)變量的聯(lián)合概率分布函數(shù)，然后用Rosenblatt變換將相關(guān)的非正態(tài)隨機(jī)變量變?yōu)楠?dú)立的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)隨機(jī)變量，這種方法統(tǒng)稱為驗(yàn)算點(diǎn)法。

1.2.2結(jié)構(gòu)可靠度理論在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用——邊坡穩(wěn)定的可靠度分析

隨著結(jié)構(gòu)可靠度理論的發(fā)展，以及人們對(duì)邊坡工程中的不確定性認(rèn)識(shí)的逐步深入，邊坡工程的可靠度分析也越來越受到重視?？煽慷确治鍪状斡?0年代引入邊坡工程。Duncan針對(duì)當(dāng)時(shí)的情況進(jìn)行了當(dāng)代水平評(píng)述。Ramly等就一個(gè)具體的邊坡問題全面闡述了可靠度方法在邊坡中的應(yīng)用。上述文獻(xiàn)的共同特點(diǎn)是：將邊坡穩(wěn)定的各種極限平衡條分法與某種可靠度分析分析方法(主要是MFORM，F(xiàn)ORM，MCSM)相結(jié)合，從而得到邊坡的可靠指標(biāo)或破壞概率。分析表明：可靠度分析中邊坡的最小可靠指標(biāo)面與定值法分析中邊坡的最小安全系數(shù)面是不同的：邊坡穩(wěn)定的可靠度分析中，F(xiàn)ORM法從理論上比MFORM更合理，但由于MFORM法計(jì)算簡(jiǎn)單，對(duì)于近似線性問題，其誤差也不大，因此MFORM與FORM都是邊坡工程中經(jīng)常使用的可靠度分析方法。

1.3 研究目的、意義和方向

1.3.1 研究目的

邊坡穩(wěn)定性分析方法的研究盡管是一個(gè)古老的課題，但隨著現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步及工程建設(shè)的要求，仍有很多內(nèi)容需要進(jìn)一步探索。因此，本文的目的是探索一種新的邊坡穩(wěn)定可靠度分析方法—邊坡穩(wěn)定的非線性有限元可靠度分析方法。該方法應(yīng)能反映實(shí)際巖土體的非線性性質(zhì)(如材料非線性，幾何非線性)和邊坡工程中的隨機(jī)不確定性，從而能更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)邊坡工程的穩(wěn)定性；該方法應(yīng)能得出邊坡體的整體可靠指標(biāo)及相應(yīng)的滑面位置，從而為滑坡災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)管理、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及加固設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，達(dá)到減災(zāi)防災(zāi)、安全經(jīng)濟(jì)的目的。

1.3.2 研究意義

該方法具有十分重要的科學(xué)意義及實(shí)用價(jià)值。從科學(xué)意義來看，該項(xiàng)目屬于力學(xué)前沿課題。它綜合了工程地質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)、彈塑性力學(xué)、非線性有限元方法、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、可靠度數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)，是一門交叉學(xué)科，其研究成果將促進(jìn)各相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。從實(shí)用價(jià)值來看，這種方法能更真實(shí)地反映邊坡工程的本質(zhì)規(guī)律，克服了現(xiàn)有邊坡穩(wěn)定性分析方法中含有諸多不合理簡(jiǎn)化假設(shè)的限制，因而能更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)邊坡的可靠度及破壞概率。工程人員利用這種方法可更好地考慮邊坡工程中各種不確定因素及各種復(fù)雜邊界條件對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，可更科學(xué)地進(jìn)行滑坡災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)管理、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及加固設(shè)計(jì)。

1.4 展望

利用非線性有限元法分析邊坡的可靠度，能反映實(shí)際巖土體的非線性性質(zhì)(如材料非線性，幾何非線性)和邊坡工程中的隨機(jī)不確定性，從而能更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)邊坡工程的穩(wěn)定性；該方法應(yīng)能得出邊坡體的整體可靠指標(biāo)及相應(yīng)的滑面位置，從而為滑坡災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)管理、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及加固設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，達(dá)到減災(zāi)防災(zāi)、安全經(jīng)濟(jì)的目的。但是，要深入研究邊坡工程的可靠度，仍有許多問題值得進(jìn)一步探討。

參考文獻(xiàn)

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[2]鄭宏, 劉德富, 羅先啟. 基于變形分析的邊坡潛在滑面的確定[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2004,23(5):709-716.