借鑒遺傳算法中的雜交概念,將其引入標準粒子群方法(particleswarmoptimization,pso),形成混合粒子群算法(mpso)。該方法改善了pso方法的全局搜索能力,提高了算法的收斂速度和計算精度,并用其計算可靠度指標及相應的驗算點。以典型的邊坡為例,通過工程算例并與其他方法對比,表明了mpso方法較標準pso方法的計算精度高,收斂速度快;分析了算法中各控制參數對可靠度指標的影響;算例結果表明:mpso方法對求解功能函數呈高度非線性的邊坡可靠性問題具有很好的適應性,是科學可行的,具有很好的應用前景。

土質邊坡動力穩定可靠度計算方法研究——考慮爆破地震的時程效應，采用擬靜力化的慣性力法，利用改進了的務分法來計算主動土壓力，提出了土質邊坡在爆破過程中的動力穩定性系數的計算方法，再用改進的jc法求出土坡最小穩定性系數和最小可靠度指標。實踐證明．本...

系統地總結了多種響應面法（rsm）在不同類型邊坡可靠度問題中的應用情況，通過文獻分析總結出4類典型土坡可靠度問題：問題ⅰ，單層土坡不考慮參數空間變異性；問題ⅱ，單層土坡考慮參數空間變異性；問題ⅲ，多層土坡不考慮參數空間變異性；問題ⅳ，多層土坡考慮參數空間變異性．重點研究了基于多項式的4種響應面法（sqrsm、mqrsm、ssrsm和msrsm）在解決4類土坡可靠度問題（問題ⅰ～ⅳ）中的有效性．分別從計算精度和計算效率兩個方面系統地比較了4種響應面法在黏性土坡和c-φ聲土坡可靠度問題中的適用性．結果表明：對于不考慮土性參數空間變異性的單層土坡可靠度問題（問題ⅰ），推薦sqrsm；當單層土坡考慮土性參數空間變異性時（問題ⅱ），推薦msrsm；對于不考慮空間變異性的多層土坡可靠度問題（問題ⅲ），推薦mqrsm；對于考慮參數空間變異性的多層土坡可靠度問題（問題ⅳ），推薦采用msrsm方法．

系統地總結了多種響應面法(rsm)在不同類型邊坡可靠度問題中的應用情況,通過文獻分析總結出4類典型土坡可靠度問題:問題ⅰ,單層土坡不考慮參數空間變異性;問題ⅱ,單層土坡考慮參數空間變異性;問題ⅲ,多層土坡不考慮參數空間變異性;問題ⅳ,多層土坡考慮參數空間變異性.重點研究了基于多項式的4種響應面法(sqrsm、mqrsm、ssrsm和msrsm)在解決4類土坡可靠度問題(問題ⅰ~ⅳ)中的有效性.分別從計算精度和計算效率兩個方面系統地比較了4種響應面法在黏性土坡和c-土坡可靠度問題中的適用性.結果表明:對于不考慮土性參數空間變異性的單層土坡可靠度問題(問題ⅰ),推薦sqrsm;當單層土坡考慮土性參數空間變異性時(問題ⅱ),推薦msrsm;對于不考慮空間變異性的多層土坡可靠度問題(問題ⅲ),推薦mqrsm;對于考慮參數空間變異性的多層土坡可靠度問題(問題ⅳ),推薦采用msrsm方法.

針對傳統邊坡可靠度分析方法的局限性,將高斯過程機器學習與重要抽樣方法相結合,提出了邊坡可靠度分析的高斯過程方法。利用極限平衡分析構造少量的學習樣本,采用基于統計學習原理的高斯過程模型重構邊坡隱式功能函數,實現邊坡功能函數及其偏導數的顯式表達,并構造合理的迭代方式,在計算過程中不斷提升高斯過程模型對失效概率貢獻較大區域的重構精度,進而應用重要抽樣法計算邊坡的失效概率與可靠指標。研究結果表明,該方法是可行的,具有較高的計算精度和效率。

實際工程結構復雜多樣,選用一種最佳的可靠度分析方法對工程人員非常重要。本文對現有的結構可靠度計算方法,如一次二階矩法、高次高階矩法、monte-carlo方法、響應面法、隨機有限元法等進行了分析,介紹了各種計算方法的特點和進展。

隨著用可靠度代替安全系數分析巖土工程穩定性的方法日益推廣,可靠度的計算方法也越來越豐富。為方便使用者應用可靠度進行巖土工程的穩定性研究和工程設計,綜合分析了巖土工程可靠度的各種計算方法的特點、應用條件及發展方向。

邊坡可靠度風險評價分析——確定性設計安全系數法由于簡單易行得到了廣泛的應用。可靠度方法在一定程度上彌補了確定性設計中不能考慮實際工程中巖體參數離散性的問題,使設計更加符合實際情況。函數連分式方法在邊坡一次二階矩概率設計中可以方便地計算出狀態函...

基于土質邊坡塑性極限分析條分法的可靠度計算方法研究——從土塑性極限分析上限定理出發，以土質邊坡塑性極限分析條分法為基礎。在引入可靠性分析方法(jc法)后，建立了土質邊坡塑性極限分析條分法可靠度極限狀態方程，并推導得到了塑性極限分析條分法可靠度計算...

從土塑性極限分析上限定理出發,以土質邊坡塑性極限分析條分法為基礎,在引入可靠性分析方法(jc法)后,建立了土質邊坡塑性極限分析條分法可靠度極限狀態方程,并推導得到了塑性極限分析條分法可靠度計算公式。這種方法實現了定值計算向不確定性計算的轉變,同時可靠度指標β的計算結果具有概率的意義。

本文對邊坡穩定性問題作了簡要的分析,介紹了基于蒙特卡洛法原理分析邊坡可靠度的方法,使用簡化畢肖普法建立了土體的狀態函數,并給出了隨機變量的選取方法,提出使用計算機程序計算的具體步驟,最后對基于蒙特卡洛法的邊坡可靠度分析方法做了總結。

傳統邊坡穩定性分析常以安全系數作為評價指標，然而，安全系數并未考慮各影響因素的變異性及不確定性，其大小無法體現邊坡的安全程度。可靠度分析方法將概率統計和可靠度理論引入邊坡工程穩定性分析中，考慮了各影響因素不確定性，將設計參數作為隨機變量，得到可靠度或失效概率作為邊坡安全程度的評價指標，不是簡單給出安全或失穩的結論。以某一邊坡工程為例，基于蒙特卡羅法對其進行可靠度分析，說明該方法的合理性及實用性。

工程中較為常用的是hasofer和lind提出的不變二階矩可靠度指標,可采用正交變換法、montecarlo法、優化等方法求解β值。使用優化方法求解hasofer-lind可靠度指標,避免了相關變量的獨立變換以及求極限狀態函數對基本變量的偏導數這兩個問題。本文明確了hasofer-lind可靠度指標的物理意義,提出了hasofer-lind可靠度指標在fortran語言中的優化求解方法,通過與excel規劃求解器計算結果對比,表明本方法計算結果可靠,多變量情況下可靠度指標能夠迅速收斂。該方法直接在基本變量空間求解,與已有的利用fortran語言編制的邊坡穩定程序無縫連接,除了可以用于求解邊坡穩定分析中c和φ相關問題之外,還可以計算考慮土工參數空間變異情況下的土坡可靠度指標。

在不同的黃土地區選取4個工點的典型路塹高邊坡,基于點估計理論和有限元強度折減法計算邊坡可靠指標。結果表明:工點2的穩定系數雖達到1.46,卻有19.2%的失效概率;工點1和4的坡型、地層巖性及層厚等工況較接近,失效概率差值達29.8%,參數變異性是造成其差異的主要原因。用點估計法計算邊坡可靠度,并采用可靠度理論分析黃土邊坡穩定性,能較好的解決土性參數離散性對邊坡穩定性評價的影響。

傳統的蒙特卡羅模擬方法在分析由于參數不確定性修正而引起的可靠度修正問題時效率較低。為此,提出了一種基于蒙特卡羅模擬的高效邊坡可靠度修正方法,該方法主要包括2個關鍵步驟：1）根據參數初始分布利用蒙特卡羅模擬方法計算邊坡的失效概率,并輸出蒙特卡羅模擬的失效樣本;2）利用參數統計特征值修正后的聯合概率密度函數和蒙特卡羅模擬失效樣本計算修正后邊坡的失效概率。以兩個邊坡問題為例說明了所提方法的有效性。結果表明：所提出的方法在計算修正的失效概率過程中無需重新執行蒙特卡羅模擬,計算過程簡單、計算效率高。此外,所提方法能夠適用于隱式表達功能函數的邊坡可靠度修正問題,并能夠有效地解決單變量和多變量修正的邊坡可靠度修正問題。

提出一種基于蒙特卡洛模擬的巖質邊坡可靠度設計方法,建立基于蒙特卡洛模擬的巖質邊坡可靠度設計實用框架,將設計過程分成4個獨立的子模塊,整個設計過程清晰明了,便于工程師理解和掌握,在設計中允許工程師根據工程經驗和實際工況靈活地調整目標失效概率和不確定性參數的概率模型。通過香港秀茂坪巖質天然邊坡說明所提出的方法和設計框架,結果表明:(1)根據提出的方法通過執行一次mcs得到的設計空間內所有方案的失效概率與對每個設計方案重復執行mcs得到的失效概率十分一致,驗證了所提出的方法的有效性;(2)目標失效概率以及不確定性參數的變異性和相關性顯著影響邊坡的最終設計方案,這種影響可以通過提出的方法合理地考慮到巖質邊坡可靠度設計中;(3)在工程實際中,高估不確定性參數的變異性和忽略不確定性參數間的負相關性,均導致高估邊坡穩定安全系數的標準差,進而低估邊坡可靠度指標,導致相對保守的設計,偏于安全;然而,忽略不確定性參數間的正相關性則可能導致相反的結果,設計偏于不安全。

傳統的蒙特卡羅模擬方法在分析由于參數不確定性修正而引起的可靠度修正問題時效率較低。為此,提出了一種基于蒙特卡羅模擬的高效邊坡可靠度修正方法,該方法主要包括2個關鍵步驟：1）根據參數初始分布利用蒙特卡羅模擬方法計算邊坡的失效概率,并輸出蒙特卡羅模擬的失效樣本;2）利用參數統計特征值修正后的聯合概率密度函數和蒙特卡羅模擬失效樣本計算修正后邊坡的失效概率。以兩個邊坡問題為例說明了所提方法的有效性。結果表明：所提出的方法在計算修正的失效概率過程中無需重新執行蒙特卡羅模擬,計算過程簡單、計算效率高。此外,所提方法能夠適用于隱式表達功能函數的邊坡可靠度修正問題,并能夠有效地解決單變量和多變量修正的邊坡可靠度修正問題。

建筑巖質邊坡巖石壓力的計算方法——建筑邊坡一般是指城鎮建設中因為施工開挖或者填方形成的邊坡。坡高在20-30米以下，目前計算巖質邊坡上的巖石壓力，常引用庫侖、朗金土壓力公式，不區分土體與巖體的不同，不僅導致支擋結構設計偏于保守，也會導致設計不安全...

基坑邊坡變形的理論計算方法

針對傳統的可靠度計算方法在求解多目標函數的約束優化及高非線性結構功能函數的可靠度求解時計算效率低、收斂性不高等問題,提出了一種基于序列二次規劃法的結構可靠度計算方法。該方法引入序列二次規劃法的約束優化模型并結合可靠度指標計算模型,在每一迭代步通過求解一個二次規劃子問題來確定目標函數的下降方向,構造價值函數確定搜索步長,使其全局收斂以獲得可靠度最優解及驗算點。通過三個算例驗證了該方法的有效性。

在高堆石壩建設中,堆石等粗粒土材料在高圍壓下的強度非線性特征非常顯著,僅用傳統的安全系數法進行大壩壩坡穩定分析是不夠完善的,本文采用基于fem的壩坡穩定體系可靠度分析方法,綜合考慮高堆石壩破壞模式的不確定性,量化安全裕度,對優化高堆石壩壩坡設計、減少工程投資等都具有極大的現實意義。

利用神經網絡擬合極限狀態方程、幾何法計算結構可靠度,并推導了基于神經網絡的幾何法計算公式。最后比較了該法與其他可靠度計算方法的精度以及計算效率,并將該法應用于實際工程當中。