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