基于三角模糊数截集的基坑支护结构稳定性分析开题报告

1. 研究目的与意义

随着我国国民经济的发展，高层和超高层建筑，水利水电，路桥，地质灾害治理等工程建设项目蒸蒸日上。岩土工程作为上述各种建设工程的前期和基础性工作，其从业人员和单位（包括科研、教学、生产）空前增多，技术力量日益壮大，已成为规模庞大的产业。在基坑工程方面，近十年来得到迅速发展，大量的工程实践大大丰富和提高了我国基坑工程领域内的技术水平。但是基坑工程是实用性、经验性极强的学科，是随着工程实践不断提高的学科。基坑支护结构是保证基坑边坡并控制其变形而设置的桩、墙、锚杆、内支撑、防渗帷幕等结构体系的结构，因而对基坑支护结构技术提高到一个新水平是一件有必要的事情。由于设计和施工方面的缺陷，支护结构会超限变形和失稳，从而引起基坑外部一定范围内的土体向坑内位移和周围地面的沉降，造成对相邻建筑物和地下管线等设施的破坏，这种破坏往往远远超过事故本身对工程的影响。因此，基坑支护结构设计的变形和稳定性，已引起人们的普遍重视。分析深基坑的支护结构安全，充分考虑工程各参数的随机性与变异性，以减少由于计算方法的差异带来的误差，更客观地评价支护结构的安全性。

2. 研究内容和预期目标

由于社会地质条件的复杂性与岩土材料的非均质性使得岩士工程问题本身具有较强的不确定性特点，在经典的结构可靠度理论分析中，只考虑随机变量的随机性与变异性引起的可靠性问题。事实上一些随机变量还具有模糊性特点，属于模糊随机变量的范畴，相应的其功能函数也具有模糊性和随机性，是模糊随机功能函数。目前，基坑支护结构稳定性的设计中，主要采用安全系数的方法,规定实际结构的安全系数不得小于某一限值，即将抗力效应与荷载效应的比值作为安全系数来衡量结构的安全程度。在这种方法中，只考虑了随机变量的均值，没考虑变异系数，即土体被视作均匀介质，从而忽略了一些因素的影响如地下水埋深、土厚度及重度等都是不可以准确确定的，应此具有随机性和模糊性的特点。因而安全系数法在反应基坑支护结构实际的安全程度上是有所欠缺的。而以概率论与数理统计为主要方法的结构可度理论充分考虑计算参数的不确定性特点，可以采用验算点法、响应面法、一次二阶矩法、蒙特卡罗法等方法计算结构的可靠指标及失效概率，利用概率定量地度量结构的可靠性,较之于安全系数法可以做到更加科学、全面地对工程结构的可靠性作出判断。

3. 研究的方法与步骤

本项目拟针对基坑支护结构稳定性问题，首先建立基坑支护结构3种失稳模式下(抗倾覆破坏，抗坑底隆起破坏，抗滑移失稳破坏)的模糊随机极限状态方程。

再采用三角模糊数和截集法将基坑支护结构由稳定状态过渡到失稳状态界定为是渐变的而不是绝对的、失稳的边界是模糊的而不是确定的，对于土的物理参数，如粘聚力c和内摩擦角采用三角模糊数,截集法为过渡桥梁，将模糊随机可靠度问题转化为随机可靠度问题。(物理力学参数取值变化的三角模糊数，即可能性分布，然后通过水平截集理论转化为区间上的离散数，然后取模糊参数的可能值及其对应的极限状态函数g（x）=0，然后采用常规的可靠度计算方法进行分析，就可以得到可靠度指标的大小了)。

接着，通过结构可靠度理论相关计算方法jc法计算出模糊随机功能函数在某一约束水平下的失稳概率及可靠指标的有界团模糊区间，用以衡量和判断基坑支护结构的稳定性。

4. 参考文献

（一） 赵国藩等，《结构可靠度理论》【m】 中国建筑工业出版社

5. 计划与进度安排

（1）·2月24日-3月15日 毕业实习

（2）·3月16日-3月22日 文献检索，提交开题报告

（3）·3月23日-4月5日 论文研究，提交外文翻译初稿