湖南科技大学 湖南湘潭 411201
摘要：近年来，随着可靠度理论的发展愈发成熟，结构可靠度理论也得到了快速的发展，结构可靠度理论在基础工程中的应用也取得了很大的突破。本文以结构可靠度理论作为研究对象，对结构可靠度理论在重力式挡土墙、多桩型复合地基和桥梁工程中的应用情况进行了详细的分析和介绍，希望能对结构可靠度理论的进一步完善提供一定的借鉴意义。
关键词：结构可靠度理论；重力式挡土墙；桥梁工程
1.结构可靠度理论在重力式挡土墙中的应用
目前，重力式挡土墙可靠度的研究工作主要针对的是其静力方面，而对于挡土墙的动力和动力性能方面可靠度的研究已经取得了相对不错的成果。目前，对于受动力荷载作用下的重力式挡土墙土压力可靠性研究，采用的最广泛的方法是物部-冈部法。而对于动力可靠度的计算，主要使用的方法是疲劳机制法以及超越破坏机制法。重力式挡土墙凭借着其就地取材、施工方便、经济效益较高等诸多优点，被广泛应用在了建筑、水利、公路、矿山、港口、铁路等工程中，全面准确的对其可靠性进行分析有着非常重要的意义。目前，大多数的工程采用的都是定值分析法来对挡土墙的可靠度进行分析，经过长期的工程实践，证明这种方法是非常有效的。但很多按定值法算出的挡土墙的安全系数虽然较高,但在实际应用时却出现了很多被破坏的状况，且在国内外已经发生了很多的破坏实例证实了这种情况。
当地震发生时，土会在地震的作用下受到更大的压力，从而导致挡土墙遭到破坏。所以，在容易地震的区域建造挡土墙时，必须要考虑地震对土压力造成的影响。在降雨量较大的地区，土体的渗流速度和墙体的排水速度都较为有限，这会导致墙后水位出现上升，增大墙后的压力，挡土墙在下雨时或下雨后经常会因为水压力的增大而遭到破坏。对于较为低矮的挡土墙，由于其墙体比较厚重，受到的拉应力也相对较低，再加上墙体本身的自重所产生的压应力能够将部分拉应力所抵消，所以其墙身受到的拉应力很小。
2.结构可靠度理论在多桩型复合地基中的应用
复合地基能充分利用桩体与桩间土的共同作用，并且工程成本较低，因此得到了广泛应用。随着高层建筑物数量的不断增多，为了实现提高复合地基的承载力以及节约地基投资，人们根据不同桩体与桩间土之间的作用，在复合地基处理时主要采用不同类型的桩体与桩间土共同组成复合地基，又可称之为多桩型复合地基。通过加强对结构可靠度理论在多桩型复合地基应用中的研究，能有效保证地基土的承载能力，从而为高层建筑的发展提供保障。土是一种具有变异性较大特点的工程材料，经过取样以及试验后得到的地基土参数是不确定的，体现了土的空间变异性。地基土的性能对建筑物的可靠性有重要影响，但是土性指标通常是不确定的，并且不能根据已有的指标进行判断，所以需要建立相关的回归模型对土的性能进行分析。通常建立的模型有标准二元线性回归模型，针对土的性能检测可建立土性指标的回归模型。其中标准二元线性回归模型通常假定各变量之间是相互独立的，但是变量之间不存在联系的地基土指标很难发现，在使用该模型前需要对模型进行改进。由于土性指标之间存在关联性，所以在建立土性指标的回归方程时，需要考虑各变量之间的相关性，并且可以利用非线性最小方差法进行方程的优化。
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地基的承载力多桩型复合地基需要具备的一个重要性能，可以根据相关的复合地基的承载力计算公式对它的可靠性进行计算。多桩型复合地基大部分是由刚性桩以及柔性桩两部分组成的，并且不同性质组成的多桩型具有不同的计算公式。通过建立相应的计算模型，再根据实验数据进行计算，能有效判断出多桩型复合地基的承载性能。多桩型复合地基的沉降运算通常使用的方法是复合模量法，在计算时会将总沉降划分为两个部分。多桩型复合地基的压缩量可以分为加固区以及加固区下层土体的压缩量，两者相加之后便得到地基土的总压缩量。通过判断假设的不确定因子与实际测量值之间的差异，可以合理的分析出预测值以及实际值之间的关系，从而可得出一个在依靠结构可靠度理论上的设计方法，有利于实现对多桩型复合地基的充分掌握，促进建筑行业的发展。
3.结构可靠度理论在桥梁工程中的应用
现代桥梁更加倾向于长、柔、轻的发展方向，因此，对桥梁结构的可靠度进行分析就变成了一项非常重要的工作。在一定的经济和技术条件下,研究桥梁的可靠度,能够使最终设计出的工程方案的经济性和合理性更高,所决策的桥梁改造技术也更科学,从而使桥梁的承载能力得到很大的提高,还能延长桥梁的使用寿命，完善桥梁的安全性能。所以,研究桥梁结构的可靠度有着相当重要的社会意义，可以带来巨大的经济效益，其应用前景也非常广泛。
由《公路工程结构可靠度设计统一标准》中的规定可知，桥梁结构功能必须要满足以下几项要求：(1)在正常的施工和使用过程中,桥梁结构必须对可能出现的各种作用力都能承受；(2)在正常的施工和使用过程中,桥梁结构需要保持良好的工作性能；(3)在正常的维护情况下,桥梁结构要拥有较强的耐久性能；(4)当可以预测的偶然事件发生或发生后,桥梁结构在整体上仍然需要保持足够的稳定性。从实质上看，这四项对桥梁结构功能的要求分别反映了桥梁结构需要具有足够的安全性、适用性、耐久性和稳定性。可以使用承载能力的极限状态来描述桥梁结构的安全性和稳定性,可以使用正常工作的极限状态来描述桥梁的适用性和耐久性。随着可靠度理论的日益成熟和完善,结构可靠度理论在桥梁工程中的应用也取得了很大的发展,在很多领域都有了新的突破。
对于桥梁可靠性的研究,国内外众多的专家和学者都做了大量的工作，且取得了很多宝贵的研究成果。国外学者Bruneau通过对一座大小中等的径斜拉桥系统可靠度进行分析，尝试了各种可能出现的塑性破坏模式，使用一次二阶矩法计算出了这座桥的可靠指标，但没有对斜拉桥的几何非线性加以考虑。国外学者Florian和Navratill通过抽样法以及曲线拟合法分析了一座中等大小的跨径斜拉桥的可靠度,在施工情况和正常使用的状况下,对各个随机变量变化给结构内力和变形造成的影响进行了分析，然后又对支座反力的可靠度进行了分析。国外学者Cho等人运用改进过的一次二阶矩法以及重要抽样法分析了斜拉桥结构承重能力极限状态的可靠度。国内学者沈惠申等人使用一次二阶矩法分析了斜拉桥的桥塔以及主梁静力的可靠度，并通过概率随机与模糊随机验算点法对斜拉桥主梁静动力的可靠度加以计算。国内学者陈铁冰等人使用响应面法对斜拉桥在正常使用的极限状态下可靠度进行了分析。
总结：综上所述，结构可靠性理论在多种基础工程中有重要应用，并且已经取得良好的应用效果。随着我国经济建设的不断发展，我国基础工程的数量也在明显增加，而基础工程的质量问题成为社会关注的重点，对人们生活以及社会发展有紧密联系。因此，应该加强对基础工程结构稳定性和安全性的研究。通过结构可靠度理论能有效实现对基础工程结构的研究，实现基础工程的良好发展。
参考文献：
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[3]刘岩,邓楠. 结构可靠度理论在水工结构设计与工程管理中的应用[J]. 才智,2012,(06):37.
基金项目：湖南省教育厅一般项目：B30862。
论文作者:杨怀
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/5
标签：可靠论文; 地基论文; 结构论文; 挡土墙论文; 桥梁论文; 理论论文; 斜拉桥论文; 《基层建设》2017年第33期论文;