基于TChart的大坝位移场可视化

为了从整体上了解坝体位移规律,提高监测资料的分析效率,借助Delphi开发环境,提出了一种运用TChart控件来实现大坝三维位移场可视化以及交互操作的有效手段.即将大坝位移测点及监测数据构成的体数据,以等参单元形函数插值生成坝体位移的3D规则数据场,再根据位移值大小赋予相应部分的颜色并设置Chart和Series相关属性,继而调用TChart的相应图件进行图像的绘制与编辑.结合某坝实测数据,将这些方法与技术集成实现,取得了良好效果,说明了TChart控件在大坝位移场可视化技术研究中的有效性.     

混凝土坝裂缝转异监控模型研究

融汇裂缝安全监控理论及其转异诊断方法建立了混凝土坝裂缝转异监控模型,重点研究了裂缝长度对裂缝口张开位移的影响。基于虚拟裂缝模型的基本假定,对混凝土坝裂缝的扩展过程进行了线性假设;通过动力学结构突变和统计学模型突变的检验方法获取混凝土坝裂缝的转异点;把对转异监控模型的求解转化为极值优化问题,并利用粒子群优化算法进行解答,据此完成了对混凝土坝裂缝转异监控模型的建立及求解.文末以某混凝土重力坝105m高程的典型裂缝为例对所提出的转异监控模型进行了验证。     

基于分形插值的ARIMA大坝预警模型

针对ARIMA模型对含有缺失值的时间序列进行拟合预测会产生较大的误差,将分形插值与ARIMA模型相结合运用在大坝安全监测中.首先利用分形插值能通过分形物体的部分信息得出其整体形态的特点,对原始数据进行插值计算,然后建立ARIMA时间序列模型并进行预测.以小湾坝顶某监测点径向位移为例,建立基于分形插值的ARIMA模型,并与实测值比较.计算结果表明,插值后的ARIMA模型较原始模型的拟合和预测精度更高.     

基于可视化和组件技术的大坝安全监控系统软件研究

系统软件在逻辑上采用B/S与C/S集成的混合式3层结构,通过组件技术并以可视化为主线实现了对大坝安全监测数据的深度挖掘,通过知识表达和解释模块为用户提供判断大坝安全状况的依据.系统具有高度的可视化功能,突出人性化的界面风格,组件技术的应用增强了系统的结构化功能,大幅度提高了工作效率.     

基于尖点突变理论的拱坝安全性分析

拱坝是空间高次超静定壳体结构,几何形状和边界条件都很复杂,较难确定其安全度.目前利用强度折减法分析拱坝安全性分析方法有三种,有限元数值迭代不收敛判据、特征点位移突变判据、广义塑性应变或等效塑性应变贯通判据.但上述方法主观影响较大.引入尖点突变理论,可以实现拱坝安全度的定量分析.结合三维有限元拱坝模型,利用有限元软件Abaqus计算坝体位移场,基于位移尖点突变模型得出该拱坝整体安全度为5.6,与传统方法得出的结论相一致.     

混凝土坝裂缝失稳扩展判据

由于混凝土坝裂缝在失稳扩展前常发生亚临界扩展,难以测量混凝土坝裂缝尖端张开位移,且通过试验获得稳定的临界裂缝尖端张开位移比较困难,因此不能直接应用裂缝尖端张开位移理论分析混凝土坝裂缝失稳扩展.针对该问题,推导了裂缝开度与裂缝尖端张开位移之间的几何关系,通过类比建立了一个基于实测的裂缝开度δ的裂缝失稳扩展判据,提出了以统计学原理及小概率法确定判据中临界裂缝开度cδ的方法,并给出了确定临界裂缝开度cδ的具体步骤.研究表明,该判据具有一定的适用性和可操作性,能直接应用于大坝的安全管理.     

基于POF-OTDR的混凝土坝裂缝定量监测及POF布设研究

塑料光纤由于弥补了石英光纤易发生断裂的不足,且具有大纤径、良好韧性、高可塑性、低成本等优良特性,在结构健康监测领域具有广阔的应用前景.为了利用塑料光纤实现对混凝土坝裂缝的定位、定宽和定向监测,本文结合理论分析和模型试验研究了基于塑料光纤-光时域反射技术(POF-OTDR)的裂缝定量监测方法.首先通过大量试验建立了裂缝的定量监测模型,在分析裂缝监测的可能构型的基础上提出了双支塑料光纤的裂缝定量监测方法,并通过试验加以验证,然后以此为基础提出了塑料光纤混凝土坝裂缝监测基本网络构型.最后,以某混凝土拱坝为例结合数值计算研究了塑料光纤裂缝监测网络布设.     

基于POF-OTDR的混凝土坝裂缝监测复用能力分析

塑料光纤由于弥补了石英光纤容易断裂的缺点,且具有大直径、低成本、高可塑性、良好韧性等优良特性,在结构裂缝监测领域具有良好的前景.将塑料光纤应用于以混凝土坝为代表的大体积混凝土结构裂缝监测时,不仅要求其能够感知单条裂缝的产生,更需要其具有对结构多处开裂的感知和持续监测能力.为了研究塑料光纤对混凝土结构多条裂缝的监测能力,设计了一套模拟结构出现不同角度裂缝的试验装置,采用光时域反射技术进行了力光转换特性试验,并利用试验结果推导了单支塑料光纤对裂缝监测的复用能力.试验结果显示,塑料光纤对裂缝开展的感知敏感性随塑料光纤与裂缝的夹角和裂缝开度的增大而降低.理论分析表明,塑料光纤的复用能力和敏感性之间存在相互制约关系,即塑料光纤与裂缝夹角较大时,敏感性较大,而复用能力较小,反之亦然.基于以上分析,以某混凝土坝为例结合两种不同敏感程度的布设方式计算了各坝段开裂情况对光时域反射动态范围的消耗量,验证了以上结论,并对塑料光纤在混凝土坝中的实际裂缝监测能力进行了探讨和评估.分析表明,塑料光纤虽具有较好的裂缝监测复用能力,为避免出现裂缝漏检的情况,实际应用中建议首尾两端探测和分坝段布设多条塑料光纤.     

基于SDCS-SVM的大坝安全监测模型

惩罚因子c和核函数参数σ的选择对于支持向量机(SVM)回归模型的拟合和预测精度至关重要.为克服SVM模型易陷入局部最优点的缺陷,利用基于最速下降法的混合布谷鸟搜索算法(SDCS)进行SVM参数的优选,提出了SDCS-SVM模型并运用于大坝的安全监测.通过实例验证分析表明,与多元回归模型相比,SDCS-SVM模型的预测精度和泛化能力均有一定程度的提高.     

开裂条件下塑料光纤的力光转换特性

针对结构出现张开型裂缝条件下塑料光纤的光学感知特性,采用光时域反射技术,分别进行了轴向和非轴向拉伸作用下塑料光纤的力光转换特性试验.结果表明:塑料光纤在受非轴向小角度拉伸时对裂缝感知能力相对更强,当塑料光纤与裂缝呈45°斜交时,光损耗值和菲涅尔反射值的灵敏度分别达到0.87,dB/mm和0.68,dB/mm,且夹角较小时对裂缝的感知灵敏度较高,以塑料光纤内光损耗水平作为裂缝监测指标可监测到的裂缝最大开度为6,mm.可将塑料光纤光损耗量作为结构开裂的监测指标、菲涅尔反射峰作为裂缝发生位置的定位指标,对混凝土工程的裂缝进行监测.