改進(jìn)kriging模型及其在隧道圍巖穩(wěn)定可靠度計(jì)算中的應(yīng)用.pdf

1、在實(shí)際的工程問題可靠性計(jì)算中，大多數(shù)情況下狀態(tài)函數(shù)與基本隨機(jī)變量之間的顯示函數(shù)關(guān)系是不存在或者關(guān)系較為復(fù)雜，這時(shí)可以應(yīng)用數(shù)值模擬的方法來計(jì)算結(jié)構(gòu)的失效概率，但往往模擬計(jì)算的工作量相當(dāng)巨大。為了解決這一困難，數(shù)學(xué)理論上提出了采用響應(yīng)模型來近似模擬結(jié)構(gòu)的狀態(tài)函數(shù)的辦法。20世紀(jì)90年代，C.C Bucher等人先后提出用二次多項(xiàng)式來近似確定極限狀態(tài)方程的響應(yīng)面法，此方法的基本思想是假定一個(gè)包括一些未知參數(shù)的狀態(tài)函數(shù)與基本隨機(jī)變量之間的解析表

2、達(dá)式，然后用插值計(jì)算的方法來確定表達(dá)式中的未知參數(shù)。由于響應(yīng)面法的精度是由表達(dá)式的形式與插值點(diǎn)的位置來確定的，因此，這兩方面的問題就成為了各學(xué)科學(xué)者們研究的主要問題。
　　 當(dāng)前，構(gòu)造響應(yīng)模型的主流方法有：響應(yīng)曲面法、泰勒級數(shù)法、支持向量機(jī)等。但長期以來kriging模型在結(jié)構(gòu)可靠性的計(jì)算方面并沒有得到人們的足夠重視，kriging模型由一個(gè)參數(shù)化的過程與一個(gè)非參數(shù)化的隨機(jī)過程組成，在預(yù)測方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。
　　 本文

3、首先通過多個(gè)數(shù)值算例分析了JC法及響應(yīng)面法計(jì)算可靠度指標(biāo)存在的各種問題，探討了kriging模型在可靠度指標(biāo)計(jì)算中的應(yīng)用；其次研究了現(xiàn)有的各種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，探討并使用了最佳一致Hammersly點(diǎn)集構(gòu)建試驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練樣本點(diǎn)的辦法，研究了幾種主流試驗(yàn)設(shè)計(jì)在構(gòu)建kriging模型及RSM的精度誤差；第三針對kriging模型參數(shù)確定方法的局限性，采用遺傳算法確定相關(guān)模型參數(shù)，構(gòu)造最優(yōu)的kriging模型，并用該最優(yōu)模型應(yīng)用于可靠度指標(biāo)分析極限

4、功能函數(shù)kriging響應(yīng)模型的構(gòu)造。
　　 針對地下工程穩(wěn)定性分析問題，首先分析了隧道圍巖設(shè)計(jì)計(jì)算及穩(wěn)定性分析的主要特性，研究了Hoke-Brown、C.Carranza-Torres等人在采用廣義Hoke-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則分析洞室設(shè)計(jì)計(jì)算及穩(wěn)定性分析方面的成果，對C.Carranza-Torres開發(fā)的電子表格化的缺陷進(jìn)行了研究，開發(fā)了基于Matlab語言的能被廣泛應(yīng)用于洞室設(shè)計(jì)計(jì)算、穩(wěn)定性分析應(yīng)用程序；其次研究了巖土力學(xué)