（節(jié)選）橋梁外文翻譯--鋼筋混凝土結構老化的破壞程度概率模型（譯文）

1、中文 中文 3700 字鋼筋混凝土結構老化的破壞程度概率模型 鋼筋混凝土結構老化的破壞程度概率模型B. Sudret（法國電力公司 研發(fā)部，法國 莫雷特河畔架 F-77818）收稿日期 2006 年 12 月 11 日發(fā)表日期 2007 年 1 月 23 日內容摘要 內容摘要準確描述鋼筋混凝土結構老化損壞概率模型主要是在耐久性分析和維修的背景下。由于在老化模型存在大量的不確定因素,所以采用概率模型是比較合適的。用概率描述損壞的程度需要引

2、入隨機領域為建模提供各種空間變異的參數.在這篇論文中,一個空間損壞程度恒等式被建立。這一提法允許獲得后者的均值和標準差的封閉形式表達。因 此 ,實 際 計 算 可 以 在 不 需 要 離 散 的 輸 入 即可 實 施 。 為了檢驗這個新概念的準確性,損壞程度的蒙特卡羅模擬也在實施,利用一個稱為是 EOLE 的有效隨機領域的離散技術。兩種方法比較用來研究 RC 梁在混凝土碳化下螺紋鋼銹蝕程度，而且蒙特卡羅方法可以計算的全概率內容上的損害程

3、度。例如柱狀圖。它顯 示 柱 狀 圖 有 一 個 非 常 值 , 在某種意義上,這個概率峰值存在一個綁定值(未損壞和完全損壞的情況)，這些自相關變化函數的影響輸入到隨機領域,并且他們變化的范圍最后也在被人研究。關鍵詞： 關鍵詞：損壞的程度; 空間變異可靠性; 時變可靠性; 老化模型; 混凝土碳化; 鋼筋腐蝕; 隨機領域; EOLE 方法1 說明 說明水泥老化的概率模型在過去的十年已經被集中研究，在學術上最重要的老化結構是由于氯化物進入水

4、泥或者水泥老化引起螺紋鋼的銹蝕，這個機理在橋梁被鹽水侵蝕抑或任何在水下環(huán)境老化的結構中極其重要。作者主要研究預測腐蝕的初期和評估結構剩余的承受力。老化的概率和損壞的程度，最近在這個方面的意見已經證實建立空間變化建模參數的模型的必要性。 這種損害程度是天然的變量為特征的全球結構損傷狀態(tài)，可用于優(yōu)化維護政策。在這篇論文中提出一個空間可變老化模型。在這個方面所謂的空間點和空間面問題取消了。然后損壞的程度給了一個合適的定義，實施這方面的分析和推

5、導是為了計算出這最初的兩個統(tǒng)計矩（第三節(jié)） 。這個等式（基于一階可靠性方法（FORM）和蒙特卡羅模擬(MCS)）的有效補充在第四節(jié)中提出。為評估分析方法的準確性，另外一種為直接評估損壞程度的框架由MCS提出。這要求使用隨機域離散化技術和處理后的模擬結果，兩種方法（后來稱為“分析”和“離散域” ）在這作為應用實例比較，認為是碳化誘導腐蝕。最后MCS的結構表示為損壞程度的柱狀圖，他的特殊形狀拿來研究。2 空間變化老化的概率模型 空間變化老化

6、的概率模型2.1 一類老化模型結構的老化在廣義上講是作為化學、物理或者機械的或者混合的某些性能丟失過程?；炷两Y構由于一些老化機理而屈服，包括因氯離子侵蝕或者水泥碳化括鋼筋銹蝕。這些退化力學的確定性模型通常基于半經驗等式，這個等式產生一個所謂作為一個參數z和時間的函數的破壞測量D（這被作為一個標量）：損壞測量的例子有：? 裂縫寬度，它也許能建模成作為鋼筋的腐蝕速率、混凝土覆蓋層和鋼筋直徑等的功能，? 鋼筋減小的直徑決定于腐蝕速率和開始腐

7、蝕的時間，在氯或碳化引起腐蝕的情況下，特別是后者正在建立模型，? 脆性破壞是由于壓力重復作用在結構上。為了評估結構在重復給定類別的傷害下的耐久性，限定值D通常是規(guī)定的（例如可接受的最大裂縫寬度等） 。注意到破壞測量在等式（1）是隨時間遞增的函數。事實上，老化現象在這篇論文中認為是不可逆轉的。2.2 局部穩(wěn)定性問題在等式（1）中的模型參數在實際中是不確定的，應參照規(guī)定的聯合概率密度函數的隨機變量。在這種情況下，測量損害變?yōu)殡S機。評價結構問

8、題轉化為可靠性問題。3 損壞程度 損壞程度3.1 定義損害程度定義是作為 的子域 t 達到的局部破壞準則的情況:注意到既然積分定義的 X 坐標實現每個輸入隨機領域,那么是一個隨機標量，稱為 。這是積極的值并且在標記為 的結構體積范圍 內被定義。再次，由于單調的降解現象以及每實現一個，記為 。一段時間不斷增加的功能。3.2 均值和方差通過求取方程(8)的期望（即到 Z ） ，可以得到以下損壞程度平均值的表達式:通過比較上述方程的積與方程（

9、6） ，得到在等值輸入隨機變量的情況下，這種積是獨立的 X ，就如上面解釋一樣。因此(均質情況) 在任何 時候故障點在空間的概率得以計算。以上等式有如下解釋，在達到破壞的標準時，結構的比例在平均的情況下等于故障點在空間的概率。這句話有兩個重要的推論：? 當只是為得到平均值 時,沒有必要引入隨機領域的復雜的形式。只有輸入隨機的描述聚集在矢量 Z 的變量是必需的。? 遭破壞結構的平均比例是獨立于相關結構的輸入隨機變量

10、，如果空間變異得以建模，這是一個有價值的結果，由于缺乏數據定義相關結構是困難并且在現實中很難實現的。 （往往是從“專業(yè)判斷”選擇的自相關函數及其參數，例如[5,8] ） 。為了更好地捕捉概率 內容，研究損害程度的差異是有用的。根據定義，這個等式為：從式（8）中的定義可以寫成當且僅當極限狀態(tài)函數為 X1 和 X2 之間的負值時，這個積等于1。因此,方程(13)可以重新寫成所以這個等式類似于 Koo 和 Der Kiureghian 首

11、次通過時變可靠性分析的問題的背景下游覽時間獲得的結果。在這里，同質性的假設允許簡化的結果。當然,這個在等式(15)中的積在這種情況下僅僅依靠 ，意味著這是一個的函數，我們可以證明以上的二重積分可以降解為一次積分（見附錄 A 中的詳述）并可以繼續(xù)簡化。為清晰起見，在這里的結果報告分別為 d = 1 和 2 。? 對于一片長度為 L 損害程度的差異是? 對于矩形板的尺寸 ，損害程度的差異是式（16） ， （17）的積分是比較容易計算的,因為

12、兩者的集成領域和被積函數都有界。一個典型的高斯積分規(guī)則[17]可應用于,如下節(jié)所示.3.3.結論在這一節(jié),破壞程度的平均值和標準差已經被派生為相似的形式，這個獲得的公式被分解不需要描述空間變異性問題的隨機領域。 它已被證明損害程度的平均值不依賴于相關結構的輸入隨機領域。在均質輸入的情況下，它可以從一個單一的點在空間分析計算（式（11） ） 。在一維或者二維矩形結構的情形中, 方差的計算進一步簡化為對 的一維積分而不是二維積分, 因為大多