1、中文 7800 字， 7000 单词， 3.5 万英文字符 出处： Most T, Knabe T. Reliability analysis of the bearing failure problem considering uncertain stochastic parametersJ. Computers & Geotechnics, 2016, 37(3):299-310. 不确定随机参数对承受故障问题的可靠性分析 Thomas Most *, Tina Knabe 摘要 ： 不确定的因素在岩土结构设计中发挥着越来越大的作用。在不确定性 分析中一个重要的程序就是可靠性评估 ,然而这
2、要求统计的数量和分布被认为 是准确知道的。由于小样本的观察和信息的遗漏 ,所以在实际应用中的情况是不 一样的 , 需要考虑到一些不确定的随机因素本身。在我们的研究中 ,考虑到这些 不确定性因素，通过统计程序和执行特性扩展的可靠度分析估计土壤中参数变 化。提出了一种新的方法 -基于泰勒级数展开，能有效的评估故障问题的变 化。 1. 介绍 近年来，考虑不确定因素在设计岩土结构中占据了越来越重要的角色 .基于不 确定模型，主要随机变量或随机字段被用来描述不确定性性质、不同类型的可 能性分析。一个所谓的基于可靠性设计扮演了重要的角色。现有的在这方面的 研究可以按照不确定因素的类型分类。一组单一随机变量
3、模型主要不确定因素 是土壤特性以及加载条件，如 1 7 .或考虑一个随机的领域空间变换模型的 土壤特性如 8,9。土壤参数的一个模糊数模型发表在 4中。参数间隔不确定 模型的一种可选择的方法在 10可以找到。 11综述了近年来在岩石工程中的 可靠性研究。 大多数应用程序为他们的分析假设了一个确切的所需的统计量。而在实际应用 中大多数情况下是不可能的。由于仅使用一个小数量的观察数据和测量条件的 不同导致有测量误差或信息的遗漏，使得统计参数估计和分布不精确或不确定。 尽管在早期的出版物 (12 14中此问题已经被调查而且提出了在可靠性研究 中描述不同类型的可靠性方法 ,在大多数实际研究中没有考虑这
4、个问题而且进 行的可靠性分析方都是假设完全已知参数分布。 在我们的研究中 ,我们考虑这些不确定因素对岩土工程问题的可靠性分析。现有 的策略可以在结构力学领域 15 17中发现，它们的不确定的随机参数是以 一个模糊数为模型，在 18、 19中，基于先前发表在 14中提出的问题，使 用了随机变量描述。在我们的研究中我们运用随机变量的建模和估计偏差统计 土壤特性 20。在此基础上我们进行可扩展随机参数可变量化的可靠性分析。 结果 ,我们可以根据随机参数变量来评估故障问题变量。这个程序的主要回退方 法是需要大量的充实可靠数据来进行统计评估。对于复杂工程问题一个单一的 可靠性评估就能满足它的需求了，而不
5、需要更多复杂的系统。 本文提出了一个非常有效的可选择程序来评估故障问题的变化。基于泰勒级数 展开我们可以获得近似的一阶或二阶的关于随机参数中的故障问题。对于应用 一阶可靠性方法需要在没有额外的评估时计算出衍生参数。与现有的方法 18 相比 ,那里的衍生参数已经在特殊情况下被解析，我们一般适用数值参数。后面 将呈现一个研究轴承故障问题的不错的结果。 在 21、 22它大体上显示比起通过【 23】举出的利用当前平均数的程序，在我 们的论文中提出的一个基于随机领域的半离散化利用有限元素能更准确处理不 确定性的空间分布的程序。然而 , 基于 24,25和本地平均而不是随机的应用有 限元计算 8,9，为
6、了集中力量说明不确定性和可靠性，我们决定用更简单的 解析公式。 2. 制定承受故障问题 计算承载力是一个经典的力学问题。土壤承载容量就是地基和土壤之间最大平 均接触压力。 Terzaghi24开发了一种对于一般情况下决定承载容量的方法。 Meyerhof25,Brinchhansen26,de beer27-29等在随后的几年改进了这个 方法。德国和欧洲的设计规范 30， 31为了原始的地基降低了这些半经验的方 法。 该方法的稳固就靠地基的深度和宽度，凝聚力 c 和摩擦角 u 和荷载因其附加面 本身的重量，状态也会被考虑到。 地基的负荷可能由水平和垂直结构两部分组 成，而且也有可能反常。 一般情形下的承载阻抗特性是由这个三项式方程给出的 ， ， a 和 b 分别代表地基的长和宽 代表地基上的土壤 代表地基下的土壤。 D 代表地基深度。承载容量因素可以这
