在20世紀中期，由于工業(yè)化迅猛發(fā)展，各國進行了大規(guī)模的基礎設施建設，與此同時，土木工程結構的耐久性和使用壽命問題日益突出。由于對結構性能演化的認識不足，使得部分結構性能過早退化，威脅結構安全并浪費社會資源。國內外結構工程師們深知結構使用壽命的重要性，提出了一套與結構目標使用年限有關的設計方法：容許應力設計法、破壞強度設計法和極限狀態(tài)設計法。目前基 于概率理論的極限狀態(tài)設計法經實踐檢驗后為大多 數國家所采用。但該方法僅滿足結構在施工完成后 的狀態(tài)，引入了目標使用年限對荷載的影響，但未考慮結構性能退化問題。
為此，有關研究人員提出采用基于隨機過程的可靠性分析方法?；陔S機過程意味著在考慮時變 性的影響下，引入結構抗力退化的時變概率模型。 然而到目前為止，對環(huán)境與荷載作用下各類結構的 性能演化機理尚缺乏深入的認識。因此基于已有構 件抗力預測模型的可靠性分析結果與真實情況有所 偏差。此外，不同學者針對各自的抗力退化模型提出了不同的時變可靠性分析計算方法，如穿越法、 時不變可靠度串聯體系法、以及蒙特卡羅模擬法等。 其中，穿越法和時不變可靠度串聯體系法或是不適 用時變可靠度計算，或是受限于特定的極限狀態(tài)方 程的表達形式。盡管蒙特卡羅模擬法不受限于隨機 物理系統以及極限狀態(tài)方程，且應用最為廣泛，精度較高，但是計算相對耗時。
目前，土木工程結構與系統全壽命可靠性的研 究方向有：
（1）時變可靠性分析方法改進，主要有基于泊松計數過程等隨機過程模型的時變可靠度計算的解析法，以及基于蒙特卡羅模擬的隨機模擬法， 以克服直接模擬法帶來的高昂計算成本，以及小 概率事件抽樣面臨的困難。此外還有基于概率守 恒原理的概率密度演化方法的時變可靠度計算方 法等。
（2）結構、系統時變狀態(tài)函數的改進，如考慮鋼筋銹蝕速率的時變性、鋼筋腐蝕電流密度分布及鋼筋銹蝕形態(tài)的不均勻性的銹蝕鋼筋混凝土結構的時變可靠度計算，考慮復雜結構失效模式轉換的 等效極值事件建立及可靠度計算等。
（3）基于時變可靠性的結構與系統全壽命設計理論與維護技術。 土木工程結構與系統全壽命可靠性的核心論文數為 215 篇，核心論文的篇均被引頻次為20.65。核心論文產出排名前三的國家 / 地區(qū)為中國、美國和意大利，其中中國發(fā)表論文占比為 33.49%（其中港澳占 9.7%）， 是該前沿的主要研究國家之一。篇均被引頻次排名前五的國家 / 地區(qū)為法國、英國、新加坡、美國和意大利，其中中國作者所發(fā)表的論文篇均被引頻次 為 21.15，略高于平均水平，說明中國學者在該前沿的研究工作也逐步受到了關注。從排名前十的核心論文產出國家 / 地區(qū)合作網絡來看， 除捷克之外，論文數量排名前十的國家 / 地區(qū)之間有較為密切的合作關系。
根據核心論文的產出機構情況， 該前沿排名前三的產出機構為中國的湖南大學、大連理工大學和同濟大學。從排名前十的核心論文產出機構合作網絡來看，機構間合作不甚緊密。
施引核心論文產出前五的國家 / 地區(qū)為中國、 美國、意大利、英國和澳大利亞， 施引核心論文產出前三的機構為中國湖南大學、同濟大學和美國理海大學。
根據論文的施引情況來看，核心論文產出國排 名前五的國家 / 地區(qū)施引核心論文數也比較多，其中中國施引論文數排名第一，說明中國學者對該前沿的研究動態(tài)保持比較密切的關注和跟蹤。
綜合以上統計分析結果，在土木工程結構與系 統全壽命可靠性研究前沿，我國目前處于領跑的態(tài)勢，建議我國繼續(xù)加大在該前沿前沿的研究投入， 保持該前沿在世界上的領先水平。
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