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第1章 绪论1

1.1 研究背景与意义1

1.2 研究问题的提出2

1.3 隧道工程稳定性分析的主要力学模式概述5

1.3.1 结构力学计算模式6

1.3.2 岩体力学计算模式7

1.4 工程结构稳定可靠度计算的主要方法研究现状8

1.4.1 结构概率可靠度分析方法9

1.4.2 结构非概率可靠度分析方法17

1.5 结构可靠度计算方法在隧道工程稳定性分析中的应用21

1.5.1 基于概率的隧道可靠度计算方法22

1.5.2 基于非概率的隧道可靠度计算方法28

1.6 本书主要内容安排29

第2章 基于差分的失稳概率正向计算32

2.1 引言32

2.2 锚喷支护极限状态分析33

2.2.1 围岩与支护相互作用机理34

2.2.2 围岩最小压力与锚喷支护阻力的确定37

2.2.3 基于应力控制的锚喷支护功能函数41

2.3 基于差分的可靠度正向分析42

2.3.1 隐式功能函数差分求导42

2.3.2 一次二阶矩法基本原理43

2.3.3 一阶Taylor级数可靠度求解47

2.3.4 二阶Taylor级数可靠度求解49

2.3.5 可靠度求解注意事项50

2.4 工程算例分析51

2.4.1 背景概况51

2.4.2 工程参数取值52

2.4.3 Monte-Carlo方法计算结果53

2.4.4 对比分析与讨论54

2.5 小结58

第3章 基于均匀设计与支持向量机的失稳概率正向计算59

3.1 引言59

3.2 隧道及地下工程领域现有响应面法局限性分析61

3.2.1 样本点选取策略61

3.2.2 响应面函数表达形式64

3.3 结合均匀设计与支持向量机的响应面法66

3.3.1 基本思路66

3.3.2 均匀设计概述68

3.3.3 支持向量机概述72

3.3.4 失稳概率计算实施步骤82

3.4 工程应用验证与分析82

3.4.1 算例183

3.4.2 算例292

3.5 小结93

第4章 考虑目标失稳概率的可靠度逆向计算94

4.1 引言94

4.2 逆向可靠度方法概述95

4.2.1 逆向可靠度定义96

4.2.2 逆向可靠度方法基本原理96

4.2.3 基本算例验证99

4.3 工程算例分析101

4.3.1 力学模型概述101

4.3.2 可靠度逆向问题的待求设计参数计算103

4.3.3 基于逆向可靠度的稳定性设计106

4.4 小结110

第5章 非概率条件下鲁棒可靠度分析112

5.1 引言112

5.2 基于概率的隧道可靠度局限性分析113

5.2.1 随机参数的特征描述问题114

5.2.2 可靠度计算的准确性问题115

5.2.3 可靠度表达方式的解释问题115

5.2.4 不确定性处理的理念问题116

5.3 鲁棒可靠度基本思想116

5.3.1 要点概述116

5.3.2 现有隧道及地下工程非概率可靠度分析存在的问题117

5.4 Information-Gap理论概述118

5.4.1 基本特点118

5.4.2 凸集合与凸模型119

5.4.3 Information-Gap嵌套凸集量化模型122

5.4.4 性能函数描述124

5.4.5 鲁棒可靠指标定义124

5.5 工程算例分析126

5.5.1 算例1127

5.5.2 算例2132

5.5.3 进一步讨论分析135

5.6 小结138

参考文献139