基于统计模型与混沌理论的大坝安全监测混合预测模型

为解决传统统计模型在大坝安全监测领域应用中由于缺少对残差的分析而存在拟合精度高但预测效果欠佳的问题，在传统统计模型中增加残差预测项，并应用混沌理论对残差预测项的计算方法进行探讨，从而提出了一种新的混合预测模型，同时结合实测数据对此模型进行了检验。结果表明，新模型可提高预测精度并具有一定的实用性。     

基于主成分的大坝观测数据多效应量统计分析研究

传统的单效应量分析在处理具有多重共线性的大坝监测数据时有较大的局限性,本文引入主成分分析方法对相关的多效应量进行重构,探讨确定主成分的方法,提取影响数据变异的少数主成分.对于稳定的观测数据建立基于主成分的多效应量观测值整体控制域;对于有趋势性变化的观测数据,在建立主成分统计预报模型的基础上建立了未来观测值的控制域.通过工程实例证明,利用主成分分析方法进行多效应量分析可以实现数据缩减,减少数据冗余,降低噪声和虚假报警率,能够进行高效地数据分析,具有广阔的应用前景.     

新型可测量大变形的弯曲型光纤光栅裂缝传感器

光纤光栅传感技术以其自身的优势,在结构裂缝监测等工作中得到了广泛的应用,然而由于其自身很容易折断的特点,其测量的范围较小.在前人研究成果的基础上,设计了一种简易弯曲型光纤光栅裂缝传感装置,并通过实验对此传感装置的性能进行了验证.实验结果表明,本裂缝传感装置切实可行,可明显提高普通光栅光纤传感器的测量范围,而且具体良好的重复使用能力,以应对实际工程中裂缝开展情况的不确定性.     

基于MSC.Marc的高混凝土坝非线性时效变形量化的程序实现

变形是混凝土坝结构性态的综合反映,尤其是时效变形,是评价大坝结构性态转异和长效服役健康状况的重要指标.针对坝体混凝土徐变和坝基岩体蠕变等材料固有时效变形特征所引起的混凝土坝时效变形,组建了适合高混凝土坝变形的坝体、坝基非线性时变本构模型,并研究了三维应力状态下的时效变形方程,提出了基于Drucker-Prager屈服函数的坝基岩体蠕变分段准则;在此基础上,基于通用商业有限元软件MSC.Marc,研究了本文所建非线性时变本构模型的二次开发程序实现方法,进而实现对高混凝土坝固有时效变形的量化分析.通过算例验证了基于MSC.Marc进行二次开发的可行性和正确性,某高混凝土重力坝固有时效变形的正反分析结果表明了所建模型的工程实用性.     

HDNN-MC模型在特高拱坝变形预测中的应用

递阶对角神经网络(HDNN)采用动态BP学习算法,可以逼近任意非线性函数且具有收敛速度快、预报精度高的特点,因此本文将其引入到大坝安全监测领域,以水压、温度和时效为输入量,坝体位移为输出量,在此基础上运用马尔科夫链(MC)模型对预测数据进行残差计算和状态划分,确定马尔科夫链状态概率矩阵,通过马尔科夫链状态概率矩阵对HDNN模型进行反馈修正,从而提高精度。基于此建立了HDNN-MC模型并应用于某特高拱坝的变形预测。结果表明,HDNN-MC综合模型相对于单一模型,预测精度得到显著提高,能更高效准确地预测大坝变形。     

基于遗传算法的LIBSVM模型大坝扬压力预测研究

支持向量机（SVM）模型的核心问题是惩罚因子c和核函数参数g的选取.通常支持向量机库工具箱（LIBSVM）采用传统网格搜索算法进行参数寻优,只能得到交叉验证意义下的全局最优解,在更大范围内进行参数寻优比较费时,且效率较低,针对这一问题,提出了基于遗传算法的启发式寻优,以交叉验证（CV）意义下的准确率为适应度,通过一系列的选择交叉变异操作,得到最优的c和g,将优化后的SVM模型应用于大坝扬压力的预测.通过某大坝扬压力监测的实例应用,将遗传算法优化的LIBSVM与传统的LIBSVM预测相对比,预测效果更好,精度更高.     

裂缝影响下碾压混凝土拱坝整体安全度评价

以某碾压混凝土双曲拱坝为例,采用薄层单元模拟该坝拱冠梁处径向贯穿性裂缝,建立三维有限元仿真模型并进行非线性分析,研究有无裂缝2种情况下坝体的变位和应力状态,以及超载情况下拱坝-地基系统各部位的屈服情况,综合评价裂缝对该拱坝整体安全度的影响.研究结果表明:各计算工况下,裂缝对坝体应力和位移的整体分布规律影响较小,2种模型下坝体的应力场和位移场基本相同,但有缝时裂缝端部附近会出现较为明显的应力集中现象,应采取加固措施以防止裂缝进一步扩展;超载时,2种模型下拱坝-地基系统各部位的屈服情况基本相同,坝体材料按照线弹性分析时,2种模型超载整体安全度均为6.0左右,按照弹塑性分析时,整体安全度均为4.0左右.该拱坝径向贯穿性裂缝对拱坝-地基系统整体安全度无显著影响.     

基于BIM的大坝运维期监测信息管理平台开发研究

建筑信息模型(BIM)自21世纪初引入我国以来,经过十几年的发展,已为传统建筑行业的全生命周期管理提供了较为成熟的解决方案.水工领域BIM研究虽然起步较晚,但也基本从设计、施工阶段转向后期运维阶段.然而,由于传统建筑BIM行业以工业基础类模型(IFC)为标准,无法满足大坝运维期安全监测仪器及信息管理的需要,因此通过研究Microstation平台,介绍了其信息管理架构;在Microstation平台基础上进行二次开发,实现以EC框架为基础的BIM模型信息扩展,以及以外部数据库连接为基础的图形元素信息集成.以某拱坝项目为例,建立大坝安全监测信息管理平台,验证了该方法的可行性.     

低温环境下非饱和大坝混凝土毛细吸水饱和度分布研究

冰冻前的饱和度是影响运行期大坝下游面区域混凝土冻融劣化的重要因素，但现有报导混凝土毛细吸水试验研究一般针对烘干的富胶凝材料试件且未考虑重力和低温的影响.首先采用高压PE平口袋设计提出了一种侧吸法和上吸法的毛细吸水方法，然后制备3种水胶比、3种环境低温、2种养护龄期的二级配大坝混凝土试件，探索试件毛细吸水14d后距吸水面不同深度处的饱和度分布规律.试验结果表明，非饱和大坝混凝土毛细吸水14d后，饱和度随深度增加而明显下降后稳定在某一水平，饱和度随水胶比、环境温度和龄期变化的关系为θ_0.41<θ_0.50<θ_0.60、θ_2℃>θ_8℃>θ_5℃和θ_28d>θ_90d,上吸法测得的饱和度大于侧吸法，但上吸法和侧吸法测得的水分扩散深度均不超过17.5cm.