使用全局灵敏度分析评估桥墩局部冲刷经验公式
应用统计
2026-01-13 v1
摘要
桥墩冲刷是一种结合了水文、岩土和结构过程的复杂现象。桥墩冲刷是桥梁倒塌的主要原因，可能导致包括生命损失在内的灾难性后果。评估桥梁冲刷是工程师评估桥梁系统性能的一项重要任务。设计期间对冲刷深度的过高估计可能导致建设成本超支，而低估则可能导致桥梁倒塌。多年来，人们开发了许多经验公式来评估桥墩处的冲刷深度。这些公式仅用实验室数据或极少的现场数据进行过校准。本文比较了包括英国CIRIA C742方法在内的八个公式，利用开放的USGS桥墩冲刷数据库在实地和实验室条件下确定其准确性。然后应用单次单因子灵敏度评估和全局灵敏度分析来识别八个冲刷公式中最显著的参数。本文表明，使用全局方法（即所有参数同时变化的方法）比传统的单次单因子方法能提供更多见解。主要发现是，CIRIA和Froehlich公式是实地条件下最准确的公式，而攻角、桥墩形状和来流深度是最有影响的参数。减少这三个参数的不确定性将最大限度地提高冲刷估计的精度。
引用
@article{arxiv.2601.07594,
title = {An evaluation of empirical equations for assessing local scour around bridge piers using global sensitivity analysis},
author = {Gianna Gavriel and Maria Pregnolato and Francesca Pianosi and Theo Tryfonas and Paul Vardanega},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.07594},
year = {2026}
}