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基于模糊失效准则的生土窑居可靠度分析郭平功,童丽萍;甌生土窑居是我国极具特色的一种民居类型,是黄土高原地质、地貌、气候、历史、文化等特定条件下的产物⋯。生土窑居主要包括靠崖窑和地坑窑,靠崖窑只展露出小面积的洞口立面,地坑窑的窑院和窑身都沉于地下,从总体上看,整个窑洞群或是顺着山势呈等高线布置缤所示蚴切纬梢桓“地下村落”缤所示?垦乱せ虻乜右ぴ杏诨仆粮咴烊换仆敛阆拢≈匀弧⑷谟谧匀唬“天人合一”的最佳典范,是我国建筑“土”文化的的典型代表Ⅲ。甌第卷第年广西大学学报:自然科学版文章编号:.郑州大学土木工程学院,河南郑州;幽铣墙ㄑг和聊竟こ滔担幽掀蕉ド摘要:为揭示生土窑居在役百年或数百年的深层次原因,分析了其在模糊失效准则下的可靠性。基于强度折减法,建立生土窑居的基本失效判据,用模糊区间、隶属函数表征失效准则的模糊性,用不含交叉项的二次多项式响应面函数代表生土窑居的功能函数,在不同的随机变量组合下进行可靠度分析。对河南三门峡陕县的生土窑居的模糊可靠度进行了分析,表明该地区生土窑居可靠性较高,黄土较高的粘聚力是营造生土窑居的天然有利条件,窑腿宽度对其可靠性有着重要的影响。关键词:模糊失效;模糊区间;隶属函数;强度折减法;响应面;粘聚力中图分类号:文献标识码:.唬琓.,收稿日期:;修订期:基金项目:国家自然科学基金资助项目通讯联系人:童丽萍挛髦苤寥耍V荽笱Ы淌冢┦可际ΓぱР┦浚籈—:.甤:猻—瑃瓸,,.【痗篺籪;;·籧:.琙琙,瓺琀,.
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旺叫∥生土窑居的模糊失效准则生土窑居完全由挖凿成型的纯原状土拱作为窑居的自支撑结构,没有栋梁支撑,也没有其他支护,但却能够居住百年甚至数百年而不倒塌,即使在地震多发区,建造年代百年以上的生土窑居也很普U獬浞炙得髁松烈ぞ哟嬖谥侠恚怪擅睿煽啃灾摺生土窑居的可靠与不可靠状态之间不存在清晰的界限,在进行可靠性分析时,必须考虑状态的模糊性W刺哪:约次Jё荚虻哪:裕谀:ё荚虻纳烈ぞ涌煽慷确治觯咏湔响。列;失效概率的求解需要知道功能函数,而生土窑居的功能函数是未知的,需拟合其功能函数;可靠指标的结果是与随机变量相关的,需探讨不同的随机变量组合下,生土窑居的可靠性。上述四点是本文生土窑居的基本失效判据目前没有相关的规范或标准对生土窑居是否失效进行界定,本文引入“富裕安全系数”,—魑J芯荩珽应具有以下性质:扔时,表明生土窑居处于极限状态;同生土窑居的安全系数只与“富裕安全系数”墓叵等缦率剑安全系数谟邢拊G慷日奂醴ㄇ蟪觥S们慷日奂醴ú港谌范ń峁沟陌踩凳湓硎窃谕荷载保持不变的条件下,岩土材料所发挥的最大抗剪强度与外荷载在岩土体内所产生的实际剪应力之比,该比值即为安全系数,可认为是结构的强度储备安全系数。强度折减法对土体的抗剪强度进行折行折减,如下式所示,式中,G慷日奂跸凳琧、妒和⒍分别为折减前后的粘聚力和内摩擦角,结构处于极限状态时,岩土遍实的可靠程度。模糊失效准则是对基本失效判据的改进,首先应建立生土窑居的基本失效判据;模糊失效准则的实现是通过模糊区间和隶属函数实现的,模糊失效准则对可靠性的影响反映为模糊区间和隶属函数的影分析的主要内容。理,大于砻靼踩ǎ恍∮,表明不安全。设生土窑居的功能函数为#琗瑇。式中,置,恐,⋯,N8魉婊淞俊?杉鸈与堑燃鄣摹减,由摩尔一库伦理论,土的抗剪强度由粘聚力和内摩擦角提供,强度折减法即对粘聚力和