钢筋混凝土钻井井壁模糊可靠度分析

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发布时间：2021-09-13

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钢筋混凝土钻井井壁模糊可靠度分析
刘燕竹，蔡海兵
【安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001)
【摘要】矿井井壁可靠性分析中存在大量不确定因素，主要是随机不确定性和模糊不确定性。钢筋混凝
土钻井井壁因计算模式、材料强度、几何尺寸等不定性因素，统计分析得井壁的抗力和荷载效应均服从正态分布；
该文利用钢筋混凝土钻井井壁可靠性原理和应用模糊数学理论，选降半梯形隶属函数，计算得模糊可靠性指标。
对模糊可靠度与经典可靠度的比较，得到更接近工程实际的可靠度指标。并分析荷载效应容差和结构抗力容差
对井壁模糊可靠度的影响。
【关键词】钻井井壁；模糊可靠度；隶属函数；容差
【中图分类号】TU375 【文献标识码】 A 【文章编号】 1001—6864(2015)10—0107—03
F【『ZZY R眦ABⅡ 』】 Y ANAL1I，sIs oF EJN D】R( ID 0。】 [=l IE DRILLING SHAFT LINING
LIU Yan—zhu， CAI Hai—bing
(School of Civil Engi．and Architecture，Anhui Univ．of
Science and Technology，Anhui Huainan 232001，China)
Abstract：A large number of uncertain factors exist in the reliability analysis of mine shaft lining，
they aye mainly the random uncertainty and fuzzy uncertainty．Currently reinforced concrete drilling shaft
lining for the uncertainty factors such as computing mode，strength of materials，geometric dimensions，
which lead to the resistance and load effect of wellbore are the normal distribution by statistic analysis；SO
the principle of reliability and the application of fuzzy mathematics theory are used in reinforced concrete
drilling shaft lining，descending semi trapezoid membership function is select，and the index of fuzzy re—
liability is calculated．Through analysis of compare the fuzzy reliability and the classical reliability，the
reliability index，which is more closed to the actual engineering is get．And the influence of load effects
tolerance and resistance tolerance to the wall structure fuzzy reliability is analyzed．
Key words：drilling shaft lining；fuzzy reliability；membership function；tolerance
O 引言
井筒是矿井建设的咽喉，井壁是支护的重要结
构，它的可靠性直接关乎整个矿井建设的进度和生产
过程的安全。立井井壁承受很大的地压、附加应力
等，导致设计施工非常困难，给矿井安全带来很大隐
患。在我国，井壁破裂事故多次发生，造成巨大的
经济损失。于是迫切需要在现有井壁基础上提供一
种可靠性能好的方法，为钻井井壁可靠度设计提供
依据。
现实中，不确定现象有随机性和模糊性，二者不
能替代却可相互渗透。1965年，L_A Zadeh 定义了
模糊集合理论，随之这一理论被迅速应用到很多领
域。目前，模糊理论已经成为研究工程可靠度的一
个重要工具H]。于是科研人员在结构模糊可靠性分
析中做了大量探究 ]，如今在矿井建设中较常采用
钢筋混凝土钻井井壁，该设计形式是以允许应力设计
法为基础，凭经验选定安全系数，计算简单，易于操
作，却不能反映结构的真实可靠度。事实上，井壁
由安全到破坏并无明显界限，而是存在模糊过渡区。
若将概率理论引入到井壁的结构设计和分析中，用模
糊理论来分析随机现象，更加符合井壁的实际情况。
1 构件的模糊可靠度
1．1 模糊可靠度的概念
在规定时间与条件下，结构完成预定功能的概率
称为结构可靠度。在经典结构可靠度分析中，结构的
极限状态由功能函数Z=g( 。，，⋯ ， )表达，式中，