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第53卷第10期哈尔滨工业大学学报Vol.53No.10

2021年10月JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYOct.2021

DOI：10.11918/202011023

基于主动学习Kriging模型的地下管线抗震可靠度分析

李娜，侯本伟,杜修力，钟紫蓝,韩俊艳

（城市与工程安全减灾教育部重点实验室（北京工业大学），北京100124）

摘要：为提升地下承插式接口铸铁管线抗震可靠度的计算效率，提出基于主动学习Kriging代理模型的MonteCarlo模拟方

法(AK-MCS)进行地下管线抗震可靠度计算。采用梁单元模拟管线结构，均布弹簧反映管土相互作用，接口弹簧模拟邻接管

道约束作用，建立了地下管线地震响应分析模型;考虑管线接口允许位移、管线埋深、土体容重和内摩擦角等模型参数随机性

的影响，以管线接口位移量为安全准则，采用主动学习Kriging模型方法建立管线接口位移响应与随机变量参数关系的代理模

型，从而获得管线接口安全状态。算例结果表明,AK-MCS法计算得到的管线失效概率与传统MonteCarlo模拟计算的结果

相对误差在5%以内，且AK-MCS法计算时间约为传统MonteCarlo模拟计算时间的2%o因此在进行管线可靠度计算时，主

动学习Kriging代理模型方法具有准确性与高效性。

关键词：地下管线；抗震可靠度;MonteCarlo模拟;Kriging模型;代理模型

中图分类号：TU990.3文献标志码：A文章编号：0367-6234(2021)10-0112-10

Seismicreliabilityanalysisofburiedsegmentedpipelines

basedonactivelearningKrigingmodel

UNa,HOUBenwei,DUXiuli,ZHONGZilan,HANJunyan

(KeyLabofUrbanSecurityandDisasterEngineering(BeijingUniversityofTechnology),MinistryofEducation,Beijing100124,China)

Abstract:Inordertoimprovethecalculationefficiencyforseismicreliabilityofcastironpipelineswithbell-and-

spigotjoints,aMonteCarlosimulationmethodbasedonactivelearningKrigingmodel(AK-MCS)wasproposed

tocalculatetheseismicreliabilityofburiedpipelines.Aseismicresponseanalysismodelforburiedpipelinesystem

wasestablished,inwhichthebeamelementwasadoptedtosimulatethepipelinestructure,andsoilspringand

jointspringwereusedtosimulatethepipe-soilinteractionandtheconstraintofadjacentpipesegments

respectively.Consideringtherandomnessofcriticalparameterssuchastheallowabledisplacementofpipeline

joints,thedepthofthepipeline,theunitweight,andt