基于加筋土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部穩(wěn)定性的抗震設(shè)計(jì)可靠性英文文獻(xiàn)翻譯(已修改)
2025-07-05 17:21 本頁(yè)面
【正文】 ORIGINAL PAPER基于加筋土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部穩(wěn)定性的抗震設(shè)計(jì)可靠性作者：B. Munwar Basha ? G. L. Sivakumar Babu投稿日期： 發(fā)表日期： 網(wǎng)上發(fā)行日期：摘要：這篇論文提出一種應(yīng)用最優(yōu)化可靠性設(shè)計(jì)來(lái)評(píng)估加筋土結(jié)構(gòu)內(nèi)部穩(wěn)定性可靠度的方法。應(yīng)用有限平衡方程，假設(shè)是失效面是對(duì)數(shù)螺旋曲線，對(duì)確保抵抗張拉、拔出破壞內(nèi)部穩(wěn)定性進(jìn)行分析?；靥钔恋男再|(zhì)和土工合成材料的加強(qiáng)強(qiáng)度被視為隨機(jī)變量。對(duì)于地震環(huán)境，由于不同程度的橫縱向地震加速度、附加荷載以及加強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，與張拉、拔出破壞有關(guān)的所有土工材料層的可靠度減少。努力獲得土工材料層的數(shù)目，拉拔長(zhǎng)度，抵抗張拉、拉拔破壞模式所需目標(biāo)可靠性指標(biāo)的每個(gè)級(jí)別的加強(qiáng)總長(zhǎng)度。下面討論橫縱向地震加速度的影響、附加荷載、加強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、土壤摩擦角變量系數(shù)以及土層加強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、受壓長(zhǎng)度和每個(gè)級(jí)別需要加強(qiáng)穩(wěn)定的總長(zhǎng)度。關(guān)鍵詞 土工合成材料 可靠性 加筋土 張力破壞 拉拔破壞符號(hào)表F 作用在沿對(duì)數(shù)螺旋曲線的線性合力FSit 每一級(jí)別張力破壞的安全因素FSipo 每一級(jí)別拉拔破壞的安全因素fXx X的概率密度函數(shù)g 重力加速度g. 極限狀態(tài)方程H 加筋土結(jié)構(gòu)的高度=ar0kh,kv 水平、縱向地震加速度系數(shù)K 提高穩(wěn)定的增強(qiáng)強(qiáng)度系數(shù)Lg 墻頂端加筋土失穩(wěn)區(qū)長(zhǎng)度La 起作用的加固長(zhǎng)度Lei 拉拔加固長(zhǎng)度Lt 穩(wěn)定墻體所需的加固總長(zhǎng)度P ri 每一層的嵌入式加固長(zhǎng)度的拉拔力q 附加強(qiáng)度Q 附加系數(shù)=2qγHQhSH1G 作用在楔形塊SH1G上的水平慣性力Qv_q 附加荷載（q）產(chǎn)生的豎向慣性力Qv_SH1G 作用在楔形塊SH1G豎向慣性力Qh_q 附加荷載（q）產(chǎn)生的水平慣性力r0,r1 初始和最終對(duì)數(shù)螺旋楔形塊 AH1G的半徑r 對(duì)數(shù)螺旋楔形塊H1JG的平均半徑Tr 確保穩(wěn)定性需要的加固力Tmax 每一級(jí)別需要的加固抗拉強(qiáng)度Timax每一級(jí)別需要的加固抗拉強(qiáng)度Tu 加固強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ui 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)空間中的變量WAH1EK 三角楔形塊AH1EK的重量WESG 三角楔形塊ESG的重量WKEGC 三角楔形塊KBGC的重量WAGC 三角楔形塊AGC的重量X=xii=1n 代表不確定量的隨機(jī)變量向量U=uii=1n 代表不確定量的標(biāo)準(zhǔn)隨機(jī)變量向量βt和βipo 抵抗每一級(jí)別加固的張拉、拉拔模式的可靠性指標(biāo)Z 考慮的加固層深度σvi 作用在嵌入加固長(zhǎng)度的有效變量應(yīng)力γ 回填土重度? 回填土摩擦角θ1 對(duì)數(shù)螺旋楔形塊AH1G的對(duì)向角θ2 橫向?qū)?shù)螺旋楔形塊的初始半徑角度θ 對(duì)數(shù)螺旋楔形塊的初始半徑徑向線的角度δ 加固土界面摩擦角b cosθ2eθ1tan?cosθ1+θ2a eθ1tan?sinθ1+θ2sinθ21 前言土工合成材料加強(qiáng)土擋土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究很多影響內(nèi)部、外部穩(wěn)定性的破壞模式。外部、內(nèi)部穩(wěn)定性問題需要在地震荷載實(shí)際中說明。這篇論文是關(guān)于內(nèi)部穩(wěn)定型的可靠性設(shè)計(jì)。加筋土墻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須確保抵抗斷裂和的安全性，在設(shè)計(jì)中最重要考慮的是最大張力。必須應(yīng)用充足的加固以確保受力區(qū)土塊在張力、拉拔區(qū)域內(nèi)不發(fā)生破壞。最大的加固張力取決于加筋土塊中的最大橫向土壓力。如果加筋擋土墻結(jié)構(gòu)受到地震荷載，加固塊將會(huì)受到地震加速度作用。面向擋土墻開放一面的水平地震加速度很大程度的破壞系統(tǒng)。1944年北嶺地震和1999年吉姬地震期間，地震造成的基礎(chǔ)移動(dòng)充分展示了加筋土結(jié)構(gòu)的弱點(diǎn)。工程設(shè)計(jì)師對(duì)土方結(jié)構(gòu)機(jī)械穩(wěn)定的最優(yōu)化很感興趣，促使高效的減少開支。在這種情況下，最優(yōu)化過程對(duì)擋土墻就夠有很大的影響。為了建立更可靠，可執(zhí)行的擋土墻結(jié)構(gòu)，有很多更艱巨的任務(wù)需要設(shè)計(jì)者權(quán)衡性能、可靠性和支出情況。最接近加筋土結(jié)構(gòu)地震穩(wěn)定性評(píng)估的是基于有限平衡理論的擬靜力分析。(Leshchinsky and Boedeker 1989。 Saran et al. 1992。 Leshchinsky and Kaching 1994。 Bathurst and Cai 1995。 Ling et al. 1997。 Ling and Leshchinsky1998。 Nimbalkar et al. 2006。 Nouri et al. 2008)。19世紀(jì)20年代，Mononobe 和 Okabe提出這一理論用于估算地震時(shí)作用在擋土墻結(jié)構(gòu)上的側(cè)向土壓力。這一理論是現(xiàn)在應(yīng)用于工程實(shí)踐中最早、最普遍的一種方法。擬靜力分析中，靜態(tài)橫縱向力用于表示一次地震的影響，假定內(nèi)部荷載作用在失效模塊的重心上。這是常見的滑動(dòng)楔形庫(kù)倫理論的延伸，其中包括加筋土塊側(cè)向內(nèi)力的影響和應(yīng)用在在圓形、非圓形破壞面上。在這篇論文中，擬靜力分析理論適用于加筋土擋土墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定分析。加筋土結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化致力于產(chǎn)生的開支，不考慮安全系數(shù)，假定保證規(guī)定的安全因素。在所有工程師及領(lǐng)域這種優(yōu)化方法導(dǎo)致巨大的改善性能。然而，有關(guān)分析模型材料性能的多變性和不確定性，荷載的波動(dòng)導(dǎo)致預(yù)期結(jié)構(gòu)性能與預(yù)期的不同。加筋混凝土經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)取決于應(yīng)用在穩(wěn)定分析的安全因素。這些問題的出現(xiàn)，安全問題是否充分的說明結(jié)構(gòu)的安全。聯(lián)邦公路管理局(FHWA2011年)發(fā)表，這包括外部施加的載荷，幾何結(jié)構(gòu)，填充屬性，局部過載由于負(fù)載的非均勻性的潛力和不確定性以及長(zhǎng)期鋼筋強(qiáng)度的不確定性。 。在分析中，考慮地震的動(dòng)荷載，例如地震荷載時(shí)，安全因素的選擇更加復(fù)雜。在地震的條件下，聯(lián)邦公路管理局（2001年）建議， 在任何情況下的最小安全系數(shù)應(yīng)大于靜態(tài)因素安全值的75％。安全系數(shù)的方法并不能確保所需的安全水平，這些因素可以用來(lái)校準(zhǔn)大部分的結(jié)構(gòu)。換句話說，從確定性優(yōu)化的最優(yōu)結(jié)構(gòu)程序不一定保證指定的可靠性水平。如果忽略不確定性的變化，可能導(dǎo)致不希望的選擇。認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)沒有解決的不確定性，現(xiàn)在許多設(shè)計(jì)考慮概率的方法，系統(tǒng)地評(píng)估不確定性的影響，預(yù)測(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性和性能并實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者必須考慮荷載，材料屬性和必須與這些不確定因素的設(shè)計(jì)，以確保在地震條件下建立經(jīng)濟(jì)、可靠、安全的擋土墻。為了達(dá)到加筋土結(jié)構(gòu)高安全性的需要，有必要在不確定條件下應(yīng)用最優(yōu)化替代確定性最優(yōu)化。在結(jié)構(gòu)性能上這些不確定因素發(fā)揮主導(dǎo)作用，也是評(píng)估可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的的唯一途徑?？拐鹂煽啃栽O(shè)計(jì)方法的目標(biāo)是針對(duì)極端事件的安全設(shè)計(jì)方面。與基本的確定性最優(yōu)化問題相比，可靠性最優(yōu)化設(shè)計(jì)考慮額外的概率約束功能。它是代表不確定條件下的優(yōu)化方法之一。 有關(guān)可靠性評(píng)估的研究 在靜態(tài)條件下，Basma和Chalermyanont、Benson應(yīng)用有限平衡方程，著手于機(jī)械穩(wěn)定的土墻內(nèi)部穩(wěn)定可靠性研究。Sayed 等人應(yīng)用擬靜力分析提出研究預(yù)測(cè)地震的可靠性與地震情況下加筋土結(jié)構(gòu)內(nèi)部、外部失效的模式。近日，Basha 和Babu應(yīng)用擬靜力和擬動(dòng)力分析理論發(fā)表加筋混凝土外部穩(wěn)定性的抗震穩(wěn)定性評(píng)估。此外，Basha 和Babu 發(fā)表第一篇關(guān)于考慮張拉、拉拔破壞模式的加筋土內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的可靠性分析。 本次調(diào)查的目標(biāo)和范圍 一個(gè)可靠的加筋土設(shè)計(jì)或者，相反地，受張拉、拉拔破壞的約束，在設(shè)計(jì)中考慮變形，主體結(jié)構(gòu)安全的最大化是本研究的總體目標(biāo)。因此，了解沿深度方向所有
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