第1章 可靠度作为岩土设计的基础 1
摘要 1
1.1 引言 2
1.2 结构和岩土设计的演变 4
1.3 工程判断的作用 7
1.4 安全设计的可靠度与岩土要求 9
1.5 可靠度的应用 12
1.5.1 多元土体数据库 12
1.5.2 岩土信息：“投资”还是“成本” 13
1.5.3 模型不确定性 14
1.5.4 岩土数据的稀缺性 15
1.5.5 模拟指定分位数的“最糟糕”参数值的概率分布 16
1.5.6 空间变异性 17
1.5.7 一阶可靠度方法的设计验算点和分项系数 18
1.5.8 系统可靠度 19
1.6 结论 20
致谢 21
参考文献 21
第2章 ISO 2394中的可靠度一般原则 28
摘要 28
2.1 引言：ISO 2394：2015的发展背景 28
2.1.1 ISO 2394的发展历程 29
2.1.2 ISO 2394的地位与应用 29
2.1.3 目标与基本原则 31
2.2 ISO 2394：2015综述 31
2.3 基本概念和要求 32
2.3.1 风险决策 32
2.3.2 备选方法 32
2.3.3 ISO 2394：2015的主要特征 33
2.4 关键可靠度概念 34
2.4.1 决策与服役期 34
2.4.2 质量管理 34
2.4.3 不确定性、认知和贝叶斯概率 34
2.4.4 鲁棒性或损害不敏感性 35
2.4.5 分析模型 35
2.4.6 基于实验模型的设计 35
2.4.7 半概率设计方法 36
2.4.8 基于风险的半概率设计条件 36
2.4.9 半概率设计的可靠度要素 37
2.4.10 文件记录 37
2.5 ISO 2394：2015总结 37
致谢 39
参考文献 39
第3章 岩土设计参数的不确定性表征 40
摘要 40
3.1 引言 40
3.2 不确定性来源 42
3.3 天然变异性 42
3.4 测量误差 45
3.5 转换不确定性 46
3.6 波动范围 50
3.7 完整岩石和岩体 52
3.7.1 完整岩石的天然变异性 52
3.7.2 完整岩石的测量误差 57
3.7.3 完整岩石的波动范围 57
3.7.4 岩体的天然变异性 58
3.7.5 岩体的转换不确定性 59
3.8 特定场地天然变异性的统计不确定性 61
3.8.1 特定场地趋势函数的统计不确定性 61
3.8.2 特定场地COV和SOF的统计不确定性 61
3.9 特定场地天然变异性的贝叶斯量化 66
3.10 特定场地转换模型的选择 69
3.11 小结和展望 69
致谢 71
参考文献 71
第4章 多元岩土数据的统计表征 76
摘要 76
4.1 引言 76
4.2 相关性 79
4.3 多元正态分布函数 83
4.4 基于多元数据的多元正态分布函数构造 85
4.4.1 CLAY/5/345 85
4.4.2 CLAY/6/535 89
4.5 基于二元数据的多元正态分布函数构造 91
4.5.1 CLAY/7/6310 91
4.5.2 CLAY/10/7490 95
4.6 基于不完全二元数据的多元正态分布函数构造 100
4.6.1 CLAY/4/BN 100
4.6.2 SAND/4/BN 101
4.7 基于Copula理论的多元分布函数构造 102
4.7.1 Copula理论 102
4.7.2 Gaussian和t Copula函数 103
4.7.3 Kendall秩相关系数 104
4.7.4 基于Pearson和Kendall相关系数的C估计 105
4.7.5 Gaussian和t Copula函数的对比 107
4.8 结论 108
参考文献 109
第5章 模型不确定性的统计表征 112
摘要 112
5.1 引言 112
5.2 探索性数据分析 114
5.3 数据异常值检测 115
5.3.1 样本z分数法 115
5.3.2 箱形图法 116
5.3.3 散点图法 116
5.4 M的概率模型 117
5.5 模型因子随机性验证 119
5.5.1 消除统计依赖性 120
5.5.2 模型因子作为输入参数的函数 122
5.6 可用的模型因子统计量 125
5.6.1 侧向受荷刚性钻孔桩（承载能力极限状态） 125
5.6.2 轴向受荷桩（承载能力极限状态） 125
5.6.3 浅基础（承载能力极限状态） 128
5.6.4 轴向受荷桩基础（正常使用极限状态） 130
5.6.5 极限容许位移（正常使用极限状态） 133
5.6.6 基于极限平衡法的边坡安全系数 135
5.6.7 黏土中开挖的基坑隆起 136
5.7 结论 136
致谢 137
参考文献 137
第6章 半概率可靠度设计 141
摘要 141
6.1 引言 141
6.2 校准方法纵览 144
6.2.1 基本的荷载抗力系数设计（LRFD） 144
6.2.2 扩充LRFD和多重抗力荷载系数设计（MRFD） 145
6.2.3 鲁棒性LRFD （R-LRFD） 148
6.2.4 总沉降的LRFD 149
6.2.5 沉降差的LRFD 150
6.2.6 一阶可靠度方法（FORM） 151
6.2.7 基线法 151
6.2.8 理解程度 152
6.3 可变的变异系数问题 154
6.3.1 校准案例的分项系数 155
6.3.2 验证案例的实际可靠度指标 155
6.4 可变的土体剖面问题 156
6.5 分位值法（QVM） 157
6.5.1 QVM对可变COV的鲁棒性 157
6.5.2 泥砾土支撑的垫式基础 158
6.6 有效随机维度 161
6.6.1 重力式挡土墙 163
6.7 结论 164
致谢 164
参考文献 165
第7章 直接概率设计方法 168
摘要 168
7.1 引言 168
7.2 应用直接概率设计方法的必要情形 170
7.3 扩展可靠度设计方法 173
7.3.1 蒙特卡洛模拟 174
7.3.2 扩展可靠度设计方法的优点 176
7.4 基于可靠度的鲁棒性岩土设计 177
7.5 荷兰防洪安全新标准 178
7.6 系统可靠度 179
7.7 目标可靠度 180
7.8 重力式挡土墙设计实例 181
7.8.1 不确定性模型 182
7.8.2 确定性计算模型 185
7.8.3 MCS与扩展RBD方法 187
7.8.4 结果分析 188
7.9 结语和未来工作 190
致谢 190
参考文献 190