拱壩在長期服役過程中受材料老化、環(huán)境侵蝕等因素影響,其動彈性模量真實值與設(shè)計值存在一定差異,合理確定運行期高拱壩及其地基的原型動彈性模量參數(shù)對于監(jiān)控拱壩的振動安全至關(guān)重要。由于模態(tài)參數(shù)更能從整體上反映結(jié)構(gòu)的振動特性,基于拱壩原型振動模態(tài)參數(shù)反演拱壩及地基的動彈性模量在理論上更為精確,為此,本文提出了一種基于敏感性分析與粒子群算法的拱壩原型動彈性模量反演方法。首先,建立了反映拱壩及地基各分區(qū)動彈性模量與拱壩模態(tài)參數(shù)之間非線性映射關(guān)系的響應(yīng)面數(shù)學模型,基于正交試驗法分析了拱壩及地基的動彈性模量區(qū)域?qū)皦文B(tài)參數(shù)的敏感性,并以此確定了待反演的動彈性模量區(qū)域。其次,提出了基于響應(yīng)面數(shù)學模型計算模態(tài)參數(shù)和原型振動模態(tài)參數(shù)的拱壩及地基分區(qū)動彈性模量反演最優(yōu)化數(shù)學模型,將動彈性模量參數(shù)反演問題轉(zhuǎn)化為目標函數(shù)最優(yōu)化求解問題。最后,采用自適應(yīng)慣性權(quán)重的粒子群優(yōu)化算法對目標函數(shù)進行尋優(yōu)求解,反演出各分區(qū)實際動彈性模量。通過原型工程實例分析表明,該方法合理可行且具有很好的精度,為反演拱壩的動彈性模量提供了一條新思路。 

【文章來源】：水利學報. 2020,51(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【文章目錄】：
1 研究背景
2 拱壩及地基分區(qū)動彈性模量反演方法
    2.1 響應(yīng)面數(shù)學模型
    2.2 敏感性分析
    2.3 最優(yōu)化目標函數(shù)
    2.4 自適應(yīng)慣性權(quán)重的粒子群算法
    2.5 反演流程
3 二灘拱壩原型工程實例
    3.1 原型振動響應(yīng)測試情況
    3.2 拱壩振動模態(tài)參數(shù)辨識
    3.3 拱壩計算模型
    3.4 動彈性模量區(qū)域的敏感性分析
    3.5 響應(yīng)面數(shù)學模型的構(gòu)建
    3.6 優(yōu)化求解
    3.7 反演結(jié)果驗證
4 結(jié)論


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于強震觀測和多輸出支持向量機的混凝土壩材料動參數(shù)反演[J]. 程琳,王冬冬,楊杰,鄭東健,陳詩怡.  振動工程學報. 2017(03)
[2]三峽工程水工建筑物關(guān)鍵技術(shù)[J]. 鈕新強.  Engineering. 2016(03)
[3]面板堆石壩瞬時變形和流變變形參數(shù)的聯(lián)合反演[J]. 遲世春,朱葉.  水利學報. 2016(01)
[4]泥巖巷道圍巖彈塑性參數(shù)反演分析與長期穩(wěn)定性預測[J]. 馬非,賈善坡.  巖土力學. 2014(07)
[5]碾壓混凝土壩彈性力學參數(shù)漸變規(guī)律分析[J]. 李波,顧沖時,武金坤.  水利學報. 2013(12)
[6]基于正交試驗法的鄧肯-張E-B模型參數(shù)敏感性分析研究[J]. 李炎隆,李守義,丁占峰,涂幸.  水利學報. 2013(07)
[7]一種拱壩泄流振動響應(yīng)降噪與特征提取方法[J]. 李火坤,朱嘉俊,蘇雅雯.  人民黃河. 2012(12)
[8]特高拱壩基礎(chǔ)破壞、加固與穩(wěn)定關(guān)鍵問題研究[J]. 林鵬,王仁坤,康繩祖,張海超,周維垣.  巖石力學與工程學報. 2011(10)
[9]碾壓混凝土壩力學參數(shù)的反分析[J]. 顧沖時,李波,虞鴻,徐光磊.  中國科學:技術(shù)科學. 2010(06)
[10]水工結(jié)構(gòu)泄流激勵動力學反問題研究進展[J]. 張建偉,練繼建,王海軍.  水利學報. 2009(11)



本文編號：3169994