摘要：由于施工和制造误差使得铁路工程结构参数不可避免地具有不确定性,同时作为系统主要自激励的轨道不平顺亦具有明显的随机性和时变性,因此,探明不确定因子对列车和轨道-桥梁结构动态性能的影响非常重要。为了高效地完成列车-轨道-桥梁系统随机性能分析,建立列车-轨道-桥梁空间振动分析模型,采用轨道不平顺概率模型和谱表达-随机函数的方式在有限随机变量空间中实现轨道不平顺随机过程的高效模拟。引入概率密度积分方程和直接概率积分法发展了列车-轨道-桥梁系统随机动力方程和相应的计算求解策略。基于MATLAB实现了列车-轨道-桥梁随机振动的直接概率积分法分析程序,计算了全概率不平顺激励和参数随机条件下车-轨-桥系统振动响应的均值、标准差和时变的概率密度信息。研究结果表明:与概率密度演化分析方法相比,直接概率积分法可较好地反映行车过程中系统响应的概率密度特征,然而其在系统响应随机后处理时更为高效,其效率可提高1~2个数量级。此外,考虑轨道不平顺全概率激励更能准确地反映行车过程系统响应的概率特征,平均概率谱可能使得计算结果偏于保守;行车速度对于列车和桥梁动态行为的影响是显著的,随着行车速度的增加系统响应的范围逐渐变大。研究结果进一步拓展了列车-轨道-桥梁随机系统的分析方法,可以高效地用于系统状态评估和设计优化。

摘要：流态性滑坡的大变形运动过程受到诸多因素的影响,其中一个重要因素便是岩土体的强度参数。由于现场测试和室内试验的局限性,强度参数往往呈现出明显的空间变异性,同时在不同方向上具有不同的波动范围,即随机场波动范围具有各向异性。针对黏聚力随机场波动范围的各向异性对流态性滑坡滑动距离的影响问题,引入基于乔列斯基分解的中心点法实现了各向异性随机场的离散,采用摩尔-库仑破坏准则和非牛顿流体模型相结合的光滑粒子流体动力学(smoothed particl ehydrodynamtcs,SPH)分析方法模拟了流态性滑坡的滑动距离,在蒙特卡洛模拟框架上提出了流态性滑坡的随机分析方法。然后,通过羊宝地滑坡和水平地层模型的模拟,验证了流态性滑坡确定性分析方法和随机场离散方法的适用性。最后,根据汶川地震中王家岩滑坡的地形资料构建了概念性的滑坡分析算例,讨论了黏聚力随机场中各向异性波动范围影响下滑坡运动过程的变化,分析了滑动距离的概率分布规律。结果表明:竖直波动范围的增加会增大滑坡滑动距离的分布范围,使其表现出更强的离散性;在黏聚力参数符合对数正态分布的前提下,滑动距离的分布也符合对数正态分布,说明流态性滑坡滑动距离的概率分布与强度参数的不确定性具有一定的联系。

摘要：针对国内随机分析课程开设的现状,本文在教学原则、教学规划、教学方法、教学设计、教材等方面提出了贴近实践的应对措施,旨在正确处理加强基础知识与提高应用能力的关系、内容浩繁与学时限制的关系、理论证明与现象说明的关系、教学内容封闭性与前沿知识开放性的关系,使随机分析教学更加贴近学生接受能力、贴近实际应用、贴近计算机信息时代、贴近理论前沿研究水平.

摘要：为了研究各种随机因素对结构分析及结构设计的影响,考虑有限体积法的基本方程离散简便,提出了将有限体积法与摄动法相结合来解决实体结构静力学随机分析的问题。采用摄动有限体积法建立了实体结构静力学随机分析的基本模型,推导了实体结构静力学随机分析的基本方程,计算了实体结构响应量的均值和方差等数字特征。通过算例分析,对比分析了有限体积法、Monte-Carlo法的计算结果:响应量的均值和方差的相对误差的最大值为0.59%,可以证明该方法计算精度较高;摄动有限体积法的计算时间为20 s,Monte-Carlo法的计算时间为110 000 s,说明该方法的计算效率高。

摘要：传统梁结构动力特性分析方法由于忽略结构参数的不确定性而不能满足实际工程设计需要,因此,将响应面法(RSM)、有限元法(FEM)和蒙特卡罗法各自的优点相结合,提出一种新的结构随机动力特性计算方法-混合分析法。该方法的最大特点是有效地利用响应面法(RSM)、有限元法(FEM)和蒙特卡罗法(MCS)各自的优点,并将其充分地结合起来。然后,运用该方法分析一简支梁自振频率的统计值。结果表明基于确定性模型的梁结构频率响应分析仅能给出频率响应的均值,忽略结构随机参数对频率响应的影响。为获得准确的频率响应值,有必要在今后的结构动力特性分析中考虑结构参数随机性的影响。最后,进行梁结构随机动力特性计算的敏感性因素分析,并指明影响梁结构动力特性的主要随机因素。

摘要：在以往水击随机分析中,摩阻按确定量考虑,其影响往往被忽略;而实际的水击过程中,摩阻为非恒定值,为一不确定量,文中研究非恒定摩阻对随机水击波动过程的影响。从水击的基本方程出发,分别建立了基于广义不可逆热力学理论的水击随机模型(EIT摩阻模型)与含有随机摩阻项的水击随机模型(随机摩阻模型),采用矩特征线法对水击过程进行数值模拟。算例表明,与采用恒定摩阻的水击随机分析比较,本文提出的两种随机模型在计算最大水击压力值的同时,可以模拟水击压力的波动过程,而且随机摩阻模型的数值计算更为简便。

摘要：建筑结构设计方法正由传统的定值法转向概率法。按现行概率法(验算点法)分析结构可靠度或进行结构设计时,通常需先确定结构的荷载效应统计参数(如均值、方差等)。对一般的线弹性结构,现已有若干随机分析方法可资使用。对如悬索结构这类几何非线性结构,至今尚未见有合适的随机分析方法。本文基于悬素结构分析的节点位移法,对悬素结构进行了随机分析,给出了悬索结构荷载效应的均值、相关矩算式。

摘要：基于70 m整孔预制箱梁的结构、材料及海域环境特点,结合现场箱梁结构保护层厚度、氯离子初始浓度以及氯离子扩散系数等的实际检验检测结果,对混凝土保护层厚度、氯离子初始浓度、氯离子扩散系数、氯离子临界浓度以及结构表面氯离子浓度等各类耐久性影响因素的不确定性进行概率统计分析,确定其统计分布特征。通过MonteCarlo随机模拟,得出了70 m箱梁结构使用寿命的近似概率密度分布,通过假设检验,确定其服从对数正态分布,并给出在不同保证率情况下箱梁结构设计使用寿命的取值。

摘要：【目的】分析水文不确定性因素对径流预测的影响,提高中长期水文预报方法模拟预测结果的精度。【方法】将小波分析(WA)、人工神经网络(ANN)和随机分析联合使用建立径流预测模型,即在小波分析(WA)揭示流量时频特性的基础上,将径流原序列分为高频部分和低频部分,然后利用人工神经网络(ANN)对低频部分进行模拟预测,利用随机分析对高频部分进行分析,最后将各部分结果叠加作为最终预测结果。将所建立的径流预测模型用于渠江二级支流后河的径流预测,并与传统BP人工神经网络方法的预测结果进行对比。【结果】根据《水文情报预报规范》,以预测值的相对误差小于10%为标准,传统BP人工神经网络预测结果合格率为46.67%,而基于小波神经与随机分析的径流预测模型在正常水文年模拟预测结果的合格率为73.33%。【结论】基于小波与随机分析的径流模型预测精度好、合格率高,能得到更好的复杂水文条件下的径流预测值。

摘要：传统悬索桥空气静力稳定性分析方法 ,由于忽略了结构参数的不确定性而不能满足实际工程设计需要。本文以确定性分析方法为基础 ,将随机分析的思想引入到悬索桥空气静力稳定性分析中 ,提出一种基于级数法的蒙特卡罗模拟方法 ,并将其成功地应用到虎门大桥空气静力稳定性的随机分析中 ,得出了一些有益的结论。最后 ,采用响应面法探讨了不同随机参数对悬索桥空气静力稳定性的影响。