1、 中文 3700字 钢筋混凝土结构老化的破坏程度概率模型 B. Sudret （ 法国电力公司 研发部，法国 莫雷特河畔架 F-77818） 收稿日期 2006 年 12 月 11 日 发表日期 2007 年 1 月 23 日 内容摘要 准确描述钢筋混凝土结构老化损坏概率模型主要是在耐久性分析和维修的背景下。 由于在老化模型存在大量的不确定因素 ,所以采用概率模型是比较合适的。 用概率描述损坏的程度需要引入随机领域为建模提供各种空间变异的参数 .在这篇论文中 ,一个空间损坏程度恒等式被建立。 这一提法允许获得后者的均值和标准差的封闭形式表达。 因 此 ,实际计算可以在不需要离散的输入即可实施。
2、 为了检验这个新概念的准确性 ,损坏程度的蒙特卡罗模拟也在实施 ,利用一个称为是 EOLE 的有效随机领域的离散技术。 两种方法比较用来研究 RC 梁在混凝土碳化下螺纹钢锈蚀程度， 而且 蒙特卡罗方法可以计算的全概率内容上的损害程度。 例如柱状图。它 显示 柱 状 图 有 一 个 非 常 值 ,在某种意义上 ,这个概率峰值存在一个绑定值 (未损坏和完全损坏的 情况 )， 这些自相关变化函数的影响输入到随机领域 ,并且他们变化的范围最后也在被人研究。 关键词： 损坏的程度 ; 空间变异可靠性 ; 时变可靠性 ; 老化模型 ; 混凝 土碳化 ; 钢筋腐蚀 ; 随机领域 ; EOLE 方法 1 说明
3、 水泥老化的概率模型在过去的十年已经被集中研究，在学术上最重要的老化结构是由于氯化物进入水泥或者水泥老化引起螺纹钢的锈蚀，这个机理在桥梁被盐水侵蚀抑或任何在水下环境老化的结构中极其重要。作者主要研究预测腐蚀的初期和评估结构剩余的承受力。 老化的概率和损坏的程度，最近在这个方面的意见已经证实建立空间变化建模参数的模型的必要性。 这种损害程度是天然的变量为特征的全球结构损伤状态，可用于优化维护政策 。 在这篇论文中提出一个空间可变老化模型。在这个方 面所谓的空间点和空间面问题取消了。然后损坏的程度给了一个合适的定义，实施这方面的分析和推导是为了计算出这最初的两个统计矩（第三节）。这个等式（基于一阶
4、可靠性方法（ FORM）和 蒙特卡罗模拟 (MCS)）的有效补充在第四节中提出。 为评估分析方法的准确性，另外一种为直接评估损坏程度的框架由 MCS提出。这要求使用 随机域离散化技术 和处理后的模拟结果，两种方法（后来称为“分析”和“离散域”）在这作为应用实例比较，认为是碳化诱导腐蚀。最后 MCS的结构表示为损坏程度的柱状图，他的特殊形状拿来研究。 2 空间变化老化的概率 模型 2.1 一类老化模型 结构的老化在广义上讲是作为化学、物理或者机械的或者混合的某些性能丢失过程。混凝土结构由于一些老化机理而屈服，包括因氯离子侵蚀或者水泥碳化括钢筋锈蚀。 这些退化力学的确定性模型通常基于半经验等式，这
5、个等式产生一个所谓作为一个参数 z和时间的函数的破坏测量 D（这被作为一个标量）： 损坏测量的例子有： 裂缝宽度，它也许能建模成作为钢筋的腐蚀速率、混凝土覆盖层和钢筋直径等的功能， 钢筋减小的直径决定于腐蚀速率和开始腐蚀的时间，在氯或碳化引起腐蚀的情况下，特别是后者正在建立模型 ， 脆性破坏是由于压力重复作用在结构上。 为了评估结构在重复给定类别的伤害下的耐久性，限定值 D通常是规定的（例如可接受的最大裂缝宽度等）。注意到破坏测量在等式（ 1）是随时间递增的函数。事实上，老化现象在这篇论文中认为是不可逆转的。 2.2 局部稳定性问题 在等式（ 1）中的模型参数在实际中是不确定的，应参照规定的联
6、合概率密度函数的随机变量。在这种情况下，测量损害变为随机。评价结构问题转化为可靠性问题。 在退化模型中我们用来描述随机变量的概率。不考虑准则情况下，数学代表极限状态函数 在参数空间中 定义时间是这样的： 定义为安全状态； 定义为故障状态； 定义为极限状态表面。 记 为随机矢 量 Z 的联合概率密度函数，结构失败的概率随时间变化记为： 或者记为 失败的指标功能在参数空间的范围是 极限状态功能在退化模型的情况下，应提到在续集中的损害标准。作为一个例子，如果它在损害测量中被定义为一个固定的阈值 D，极限状态函数的形式可能是： 我们进一步假设，输入参数 Z 是不依赖时间，也就是说，他们仿照的是随机变量变量，而不是随机过程。结果表示为依靠时间的可靠度问题实际上相当于一系列的时间不变的问题，这里 的 t 是一个虚拟的参数。实际上，由于上面一系列的假设和事实是损坏随时间增长的，任何 从一个输入随机向量计算而来的结果都是随时间单调递减，超过时间区域 的时间依赖性方面问题考虑采取在最后时刻 t 解决时间
