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1　绪论1

1.1　研究背景及意义1

1.2　本书研究的工程实例背景概述6

1.2.1　南水北调工程中风险因素分析及解决对策7

1.2.2　南水北调工程风险分析研究展望11

1.3　工程结构不确定性的描述12

1.3.1　荷载的不确定性12

1.3.2　材料参数的不确定性13

1.3.3　几何尺寸的不确定性13

1.3.4　初始条件和边界条件的不确定性14

1.3.5　计算模型的不确定性14

1.4 工程风险分析及风险决策研究状况及进展14

1.5　可靠度理论的回顾20

2　风险分析决策的基本理论及研究25

2.1　风险决策的基本特征26

2.1.1　简单风险决策问题26

2.1.2　一般决策问题的特征29

2.2　决策模型及决策分析30

2.2.1　决策树30

2.2.2　决策准则32

2.2.3　决策分析32

2.2.4　信息的价值34

2.3　效益理论的基本概念34

2.3.1　效益理论的原理35

2.3.2　效益函数36

2.3.3　确定效益值37

2.3.4　最大期望效益准则37

2.3.5　效益函数的常用形式38

2.3.6　期望效益对效益函数形式的敏感性38

2.4　工程算例分析39

3 结构风险及力学意义下维护时间的决策研究48

3.1　结构风险损失模型的建立48

3.1.1　模型的框架49

3.1.2　模型总结53

3.2　结构的监测和维护决策53

3.2.1　两种极限状态的描述54

3.2.2　抗力与荷载效应随时间变化的分析55

3.3　维护时间决策算例分析56

3.3.1　荷载分析56

3.3.2　功能函数的建立57

3.3.3　相关性的处理58

3.3.4　计算结果分析64

3.3.5　重点维护部位的确定65

4　基于可靠度的工程风险决策的研究68

4.1 目前工程风险决策的研究现状及存在的问题68

4.2　基于可靠度的工程风险决策分析方法69

4.2.1　以可靠指标表征风险率69

4.2.2　风险损失和决策树70

4.3　以可靠度理论进行失效概率计算的方法71

4.3.1　单元失效概率计算方法71

4.3.2　模式失效概率计算方法72

4.3.3 系统综合失效概率或失效概率界限的计算方法73

4.4　用方向加速法求可靠度指标75

4.4.1　方向加速法原理76

4.4.2　用方向加速法求可靠指标的过程79

4.5　算例分析80

5　多因素作用下渠坡结构的风险分析84

5.1　两个概念85

5.1.1　工程中的风险概念85

5.1.2　多因素作用下风险分析85

5.2　堤坝边坡风险模型的建立86

5.2.1　堤坝边坡在水位为随机情况下风险模型的建立86

5.2.2　边坡在随机水平地震力作用下的滑动风险88

5.3　总风险的计算91

5.4　工程算例91

5.4.1　边坡在随机水位下的滑动破坏概率的计算92

5.4.2　边坡在随机水平地震作用下滑动破坏概率的计算94

5.4.3　土坡的综合风险率的计算96

6　南水北调中线工程渡槽结构的力学风险分析97

6.1　梁式渡槽各部位风险的可靠度分析98

6.1.1　破坏模式分析98

6.1.2　渡槽结构可靠度计算103

6.2　渡槽结构风险的随机有限元分析105

6.2.1 Newton-Raphon（牛顿—拉普逊）变劲度迭代法的全量法弹塑性随机有限元105

6.2.2　渡槽的随机有限元分析109

7　降低结构风险的措施研究119

7.1　工程措施研究119

7.1.1　点可靠度对随机变量的敏感性分析119

7.1.2　可靠度对相关系数的敏感性分析120

7.2 降低系统风险的非工程措施126

7.3　工程算例研究127

8　基于功能的结构设计理论概况131

8.1　研究背景131

8.2　结构工程中功能设计的研究现状及进展133

8.3　在水利水电工程中引入功能设计理念的必要性136

8.4　水电工程中功能设计需要解决的问题137

9　基于功能理念的高坝设计139

9.1　高坝抗震设防水准的两种方法的探讨140

9.1.1 以相同重要性结构在不同设计使用年限内具有相同的可靠指标进行设防标准决策140

9.1.2　基于主要经济功能的高坝抗震设防烈度的决策研究142

9.2　高坝建设方案的风险决策研究143

9.3　高坝震害损失计算方法研究144

9.4　算例146

9.4.1　抗震设防146

9.4.2　高坝建设方案风险决策148

9.5 目前存在的问题150

9.6　即将展开的前沿研究151

9.6.1　地震危险性分析152

9.6.2　高拱坝—地基非线性反应与破损模型152

9.6.3　高拱坝地震破损指数与抗震对策154

9.6.4　高拱坝抗震风险评价155

参考文献158