基于概率-模糊-區間混合模型和改進分枝限界法的重力壩可靠性分析方法

魏博文，張 升，袁冬陽，徐富剛

(1.南昌大學 工程建設學院，江西 南昌 330031；2.河海大學 水利水電學院，江蘇 南京 210098)

1 研究背景

可靠性分析是評判重力壩服役安全性態的一種有效手段[1-2]。現有的研究成果[3-6]大多基于傳統概率可靠性理論，需要明確不確定參數的概率分布。但對于實際工程而言，大多不確定參數的實測數據稀少，難以準確知悉概率分布，這在一定程度上限制了概率可靠性分析方法的應用。針對上述問題，一些學者將非概率可靠性理論應用到重力壩可靠性分析中，取得了一些有益成果[7-8]。但非概率可靠性分析方法得出的結果既不能準確度量復雜結構的可靠程度，也無相應的標準，對工程指導意義有限，通常作為概率可靠性分析結果的補充。實際上，對于難以開展原型試驗的部分參數，如建基面抗剪斷摩擦系數、黏聚力等，還應考慮其具有的模糊性[9-10]。因此，在重力壩可靠性分析中，若僅用一種可靠性分析方法，通常難以取得滿意的結果。

結構可靠性分析考慮多源不確定性因素的影響，目前已有部分學者取得了不菲的成果。在概率可靠性分析中考慮部分變量的模糊性，已發展出不少成熟的理論[11-14]。在可靠性分析中同時考慮隨機變量和區間變量的分析方法起步相對較晚，但也有部分學者已得出許多有益的結論。郭書祥等[15]和王軍等[16]分別基于區間理論和凸集理論建立起結構可靠性分析概率和非概率混合模型。將概率-區間混合可靠性問題視為優化問題，DU等[17]基于傳統一次二階矩法(First Order Second Moment，FOSM)提出了一種序列迭代求解方法，并開展了靈敏度分析；……