基于配点谱随机有限元法--桩基承载力可靠度分析

摘要

基于配点的谱随机有限元方法（CSFEM）可以实现随机分析与确定性有限元计算的解耦，即可把通用有限元程序作为黑箱进行确定性有限元分析。CSFEM方法用Karhunen-Loeve级数扩展式表示输入随机场，输出用多项式混沌展式表达，混沌多项式中的未知系数由概率最小二乘配点法得到。使用有限多个配点即可得到能够较为准确的反映原有模型输入输出关系，相比经典的蒙特卡罗方法，此法可用少量的样本计算获得较高的计算精度。本文以单桩为例，用CSFEM方法对桩基的承载力进行随机有限元分析，计算了承载力的可靠度指标，并与蒙特卡罗模拟的结果对比。算例结果显示CSFEM方法所用到的配点数远远少于蒙特卡罗模拟的样本数，但CSFEM计算结果与蒙特卡罗模拟计算结果非常接近。