本文關(guān)鍵詞：海堤滲壓安全監(jiān)控潮汐確定性模型與混合模型研究

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【摘要】：海堤是沿海地區(qū)沿海岸線修筑的抵御臺(tái)風(fēng)、暴雨、天文大潮的重要水工建筑物,它的安全與堤內(nèi)廣大百姓的生命財(cái)產(chǎn)安全,都市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)。建國(guó)以來發(fā)生過多次臺(tái)風(fēng)因與天文大潮相遇,海堤損壞,造成的重大經(jīng)濟(jì)損失。因此,隨著我國(guó)科技的進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,海堤建設(shè)的數(shù)量和安全監(jiān)控的重要性受到高度關(guān)注。海堤臨海而建,受時(shí)刻變化的潮汐作用,其內(nèi)部滲流是非穩(wěn)定滲流問題。由于海堤安全監(jiān)測(cè)起步較晚,沒有形成系統(tǒng)的理論,如果研究中完全套用水庫(kù)大壩的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),顯然是不合適的。因此,加強(qiáng)對(duì)海堤滲流的深入研究,加強(qiáng)針對(duì)海堤特點(diǎn)的安全監(jiān)控?cái)?shù)學(xué)模型建模方法的研究,對(duì)于掌握海堤的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)具有重要意義。本文以上海浦東海堤為例,在前人研究的基礎(chǔ)讓,利用有限元軟件ANSYS,用參數(shù)化編程語言APDL編寫海堤非穩(wěn)定滲流場(chǎng)的計(jì)算程序,進(jìn)行滲流有限元計(jì)算,獲得海堤測(cè)點(diǎn)滲壓。分析了該計(jì)算滲壓相對(duì)于實(shí)測(cè)潮位變化的滯后規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,選取與該滲壓密切相關(guān)的前期潮位,作為潮汐確定性模型的基本因子,采用冪級(jí)數(shù)的形式作為模型的因子,利用逐步回歸分析法,構(gòu)建海堤滲壓潮汐確定性模型。在潮汐確定性模型的基礎(chǔ)上,增加了對(duì)時(shí)效作用的考察,利用逐步回歸分析法,建立了海堤滲壓混合模型。該混合模型中仍然采用有限元法計(jì)算潮汐分量,時(shí)效分量通過統(tǒng)計(jì)方式給出。計(jì)算分析兩類模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)、剩余標(biāo)準(zhǔn)差、建模和預(yù)測(cè)平均相對(duì)誤差,實(shí)例表明,這兩種模型均能夠較好地反映海堤測(cè)點(diǎn)的滲流狀態(tài),預(yù)報(bào)測(cè)點(diǎn)的滲壓,實(shí)現(xiàn)對(duì)海堤滲壓的有效監(jiān)控和預(yù)測(cè)；本文所述混合模型是在潮汐確定性模型的基礎(chǔ)上,增加了對(duì)時(shí)效作用的考察,對(duì)影響因素的反映相比潮汐確定性模型較為全面,更有利于獲得準(zhǔn)確的海堤滲壓擬合及預(yù)測(cè)效果。
【關(guān)鍵詞】：海堤 滲流場(chǎng) 影響因子 確定性模型 混合模型
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U656.314
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 上海市海堤情況概述15
• 1.3 工程監(jiān)測(cè)工作及作用15-17
• 1.3.1 安全監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目和監(jiān)測(cè)技術(shù)16
• 1.3.2 安全監(jiān)測(cè)工作的內(nèi)容16-17
• 1.3.3 安全監(jiān)測(cè)工作的目的17
• 1.4 安全監(jiān)測(cè)資料分析17-18
• 1.5 安全監(jiān)測(cè)數(shù)學(xué)模型18
• 1.6 安全監(jiān)控模型的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.6.1 國(guó)內(nèi)外大壩安全監(jiān)控模型的發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.6.2 海堤安全監(jiān)控模型的發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 1.7 研究的目的和意義20
• 1.8 本文研究的主要內(nèi)容20-22
• 第二章 安全監(jiān)測(cè)確定性模型和混合模型的基本結(jié)構(gòu)22-27
• 2.1 大壩確定性模型的基本結(jié)構(gòu)22-23
• 2.2 大壩混合模型的基本結(jié)構(gòu)23-24
• 2.3 海堤滲壓潮汐確定性模型和混合模型的基本結(jié)構(gòu)24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 滲流基本理論和滲流計(jì)算有限元法27-45
• 3.1 滲流的基本理論27-28
• 3.1.1 滲流的基本概念27
• 3.1.2 滲流的基本分析方法27-28
• 3.2 滲流的基本方程28-31
• 3.2.1 達(dá)西定律28-29
• 3.2.2 滲流的連續(xù)性方程29-31
• 3.3 滲流的基本微分方程31-33
• 3.3.1 穩(wěn)定滲流微分方程式31-32
• 3.3.2 非穩(wěn)定滲流微分方程式32-33
• 3.3.3 方程的定解條件33
• 3.4 滲流計(jì)算的有限元法33-42
• 3.4.1 有限元法發(fā)展的歷程33-34
• 3.4.2 滲流計(jì)算中的變分原理34-42
• 3.5 ANSYS的簡(jiǎn)單介紹42-44
• 3.5.1 ANSYS軟件簡(jiǎn)介42
• 3.5.2 ANSYS熱分析的理論基礎(chǔ)42-43
• 3.5.3 滲流場(chǎng)與溫度場(chǎng)的相似性43-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 逐步回歸分析法45-52
• 4.1 變量篩選的方法45-47
• 4.1.1 全面比較法45-46
• 4.1.2 向后剔除法46
• 4.1.3 向前引入法46
• 4.1.4 逐步回歸法46-47
• 4.2 逐步回歸的因子引剔和整個(gè)計(jì)算步驟47-49
• 4.2.1 基本數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算47
• 4.2.2 逐步引入或剔除因子的計(jì)算47-49
• 4.3 最終成果計(jì)算49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 海堤滲壓安全監(jiān)控模型的應(yīng)用52-66
• 5.1 海堤非穩(wěn)定滲流的工程計(jì)算模型52-55
• 5.1.1 海堤非穩(wěn)定滲流的實(shí)現(xiàn)程序52-53
• 5.1.2 幾何模型53
• 5.1.3 有限元模型53-54
• 5.1.4 模型的邊界條件54-55
• 5.2 工程計(jì)算實(shí)例55-65
• 5.2.1 海堤測(cè)點(diǎn)滲壓的ANSYS計(jì)算值55-56
• 5.2.2 ANSYS計(jì)算滲壓的滯后性56-59
• 5.2.3 海堤滲壓潮汐確定性模型59-62
• 5.2.4 海堤滲壓混合模型62-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 第六章 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 結(jié)論66-67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況71

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