收藏本站
《大连理工大学》 2002年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大坝安全监测及厂房动力反演分析模型研究

陈维江  
【摘要】: 由于水工建筑物具有体积大,外界作用因素复杂等特点,采用常规的理论分析和模型试验方法对其进行计算复核以及安全评价时,往往由于未知因素过多,导致研究结果精度和可信度不理想,因此,利用原型监测资料建立正、反分析模型,以掌握其实际运行状态和变化规律的方法已在水利工程等诸多领域得到深入发展和广泛应用。 本文利用大坝运行监测资料和水电站厂房结构的振动测试数据,对水工建筑物的正反分析模型中的相关问题进行了探讨,分析了大坝安全监测回归模型存在的欠拟合现象,建立了通用的结构动力最优化反分析模型,实现用户优化算法对复杂结构的直接调用和优化计算,在计算模型方法的基础上对云峰宽缝重力坝的安全状况和十三陵抽水蓄能电站的动力反演问题进行实例分析。 云峰宽缝重力坝右F_(15)断层为一个顺河向、缓倾角大断层,空间结构非常复杂,是影响大坝安全运行的控制因素。在对其空间结构进行细致分析的基础上,提出将51~#和52~#两个坝段合并在一起建立物理模型,综合考虑各阻滑面和侧面基岩的抗剪断强度的作用,分别按刚体法和有限元法对其抗滑稳定进行复核计算。两种正分析计算结果都表明,大坝沿右F_(15)断层的抗滑稳定安全系数较低,需要借助于侧向岩石的抗剪强度来提高稳定程度。由于断层本身空间结构不详,其力学参数以及基岩的抗剪强度指标均由工程类比得到,难以反映工程的真实情况,仅通过理论计算分析不足以精确地评价大坝的安全程度。应充分利用云峰大坝长期原型观测资料,建立其安全监测回归分析模型,以客观评价其实际运行性态,因此以云峰宽缝重力坝作为研究实例,具有重要的理论和应用意义。 由于大坝结构系统的客观复杂性,使用回归模型对其观测资料进行分析时经常出现欠拟合问题。本文首先从物理概念角度出发,引入积分回归温度因子和周期性时效因子,对传统模型因子集进行扩充,以弥补传统模型拟合一些特殊物理过程的不足。然后从数学方法角度入手,将改进的遗传算法引入大坝安全监测领域,在建立监测回归模型的基础上,依靠遗传算法有效的自适应全局搜索优化功能,对回归模型的系数进行寻优重估,用以改善由于逐步回归法最小拟合能力欠缺所导致的欠拟合问题。在上述两种改进方案的基础上,对云峰大坝的监测资料进行计算分析,研究结果表明改进后监测模型中外因子的作用得到有效消减,其拟合精度较传统回归模型有较大提高,欠拟合问题得到明显改善;坝顶水平位移变化过程总体上呈现出明显的周期性规律,没有异常的趋势性变化 大这理工大学博士学位论文 现象。实例计算表明,虽然云峰大坝存在一些安全隐患(诸如温控不当导致的混凝土缺 陷、坝基岩石中存在断层等),但总的来讲其运行状况良好。 抽水蓄能电站由于自身的特点,如高水头、高转速、双向运转、过渡过程复杂等, 厂房振动问题突出。我国抽水蓄能电站建设起步较晚,设计经验不足,没有成熟的规范 参考,随着几座大容量抽水蓄能电站的建成,地下厂房的振动和噪声问题越来越受到水 电站设计者和运行者的重视。但是由于电站厂房结构的复杂性和荷载、参数以及边界条 件等的不确定性,给精确模型的建立和结构振动的预测与控制带来很大困难。因此,利 用观测资料进行厂房结构系统的反演分析,探讨合理的计算模型和控制参量,是十分有 价值的研究课题。 本文在借鉴国内外反演分析成果的基础上,结合地下厂房结构动态反演分析的特. 点,提出采用实验模态分析与动力反演分析相结合,以试验模态与计算模态某种偏差为 目标函数,建立通用的结构最优化动力反分析模型。引入改进的遗传算法,实现了其与 ANSYS软件的接口。在此基础上,利用遗传算法直接套用ANSYS的优化计算功能, 实现对结构有限元模型的调用和优化计算,建立结构最优化遗传动力反演分析通用模 型。该模型可以有效地进行复杂结构(如厂房蜗壳,尾水管等)的反演分析和结构优化 计算。结合十三陵抽水蓄能电站地下厂房结构的振动测试资料,对其进行动力反演计算 分析,得到厂房混凝土材料的平均动弹模和混凝土与外围岩石之间的传力形式。讨论了 厂房底部固定和底部弹簧约束两种模型的反演分析结果,指出后者更符合工程实际。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TV698.1

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 段国定;天生桥一级水电站大坝安全监测信息系统的开发与研究[D];昆明理工大学;2007年
2 李建伟;基于偏最小二乘回归的混凝土坝变形监控模型研究[D];西安理工大学;2009年
3 杨丽;小波理论在大坝变形监测数据分析中的应用研究[D];西安理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 文祥荣,智浩,缪龙秀;基于模态分析法的结构动载荷识别研究[J];北方交通大学学报;2000年04期
2 刘崇兵,宁津生,张禹慎;利用地震面波和重力资料联合反演地壳—上地幔三维密度结构的方法探讨[J];测绘学报;1999年02期
3 ;对大坝安全监测资料处理解释及其自动化一些问题的探讨[J];大坝观测与土工测试;1988年03期
4 张进平;大坝监测数学模型因子集的扩充[J];大坝观测与土工测试;1999年02期
5 赵斌,吴中如,张爱玲;BP模型在大坝安全监测预报中的应用[J];大坝观测与土工测试;1999年06期
6 苏怀智,吴中如,温志萍,顾冲时;基于模糊神经网络和遗传算法的大坝安全监控模型[J];大坝观测与土工测试;2001年01期
7 陈维江,马震岳,董毓新;位移混合模型对某宽缝重力坝的模拟计算[J];水电自动化与大坝监测;2002年02期
8 何金平,李珍照,薛桂玉,李民;多测点监控数学模型监控指标的分测点拟定[J];大坝观测与土工测试;1997年04期
9 宋恩来,路振刚,金灿镐;云峰大坝变形增大原因分析[J];大坝观测与土工测试;1997年06期
10 刘迎曦,王登刚,李守巨,王海菊;识别混凝土重力坝弹性模量的一种新方法[J];大连理工大学学报;2000年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢贤平,杨立忠,赵梓成;兰尖铁矿通风系统优化研究[J];四川有色金属;1994年04期
2 张强,李启月,邓建;用模糊数学综合评判爆破效果[J];四川有色金属;1997年02期
3 魏丽萍,林景雪,马月琴;烧蚀复合材料的热分析检测[J];工程塑料应用;1991年01期
4 魏莉萍,林景雪,马月琴;用热分析技术定量检测复合材料烧蚀性能[J];工程塑料应用;1994年06期
5 陈瑞金,刘西拉;钢筋混凝土结构可靠性评估中的不确定性表示及不确定性推理[J];四川建筑科学研究;1988年03期
6 黄吉奇,刘西拉;有关结构模糊优化设计的一些问题[J];四川建筑科学研究;1990年02期
7 刘兴远,方顺兴,姚忠国;建筑结构试验数据处理的几种方法[J];四川建筑科学研究;1993年02期
8 姜绍飞,刘之洋;人工智能及其在土木工程中的应用[J];四川建筑科学研究;1997年01期
9 梁建国,湛华;挑梁根部设钢筋混凝土柱时设计计算方法[J];四川建筑科学研究;2001年04期
10 吴大宏,赵人达;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究初探[J];四川建筑科学研究;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢永;蔡国平;刘松;;基于输入和输出数据的柔性板的时域空间建模与主动控制研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 李昆仲;许清丽;杨凡;;基于GIS的洛阳市矿山地质环境分区评价[A];河南地球科学通报2009年卷(下册)[C];2009年
4 常河;;模糊层次分析法在含能材料作业安全评价中的应用[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
5 丁婷;崔红涛;;遗传算法在智能天线扇区波束赋形及阵元失效补偿中的应用[A];经济策论(上)[C];2011年
6 李辉;孙利平;雷龙;;板簧支架动态外载的计算和疲劳分析[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
7 程远林;李茂军;;基于小生境遗传算法的配电网电容器优化配置[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 赵瑞艳;李树荣;张晓东;苗荣;;基于混合遗传算法的热传导系统最优控制问题求解[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张亚娟;适应性企业战略协同机制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 付文俊;矿井封闭火区救灾辅助决策系统研发[D];辽宁工程技术大学;2010年
9 董慧群;代建制项目风险预警管理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
10 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王旭;资源型城市生态经济系统可持续发展研究[D];河南理工大学;2010年
2 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 许蓓;运营隧道结构安全性评估研究[D];南昌航空大学;2010年
6 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
7 张泽;大台煤矿深部原岩应力场及岩爆地质力学成因分析[D];山东科技大学;2010年
8 符俊杰;敷设粘弹阻尼的矿用溜槽振动特性研究[D];山东科技大学;2010年
9 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
10 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚林;阳建宏;徐金梧;王植;;基于偏最小二乘回归模型的带钢热镀锌质量监控方法[J];北京科技大学学报;2007年06期
2 匡建超;徐志英;;偏最小二乘神经网络在建筑造价预测中的应用[J];商业研究;2006年17期
3 谭超;;基于后向区间选择偏最小二乘算法的软测量建模[J];传感器与微系统;2007年05期
4 李宗春,李广云;我国大坝变形监测技术现状与进展[J];测绘通报;2002年10期
5 蓝悦明,陶本藻;数字化曲线的最小二乘配置[J];测绘通报;2004年05期
6 文鸿雁;张正禄;;非线性小波变换阈值法去噪改进[J];测绘通报;2006年03期
7 黄声享,刘经南;GPS变形监测系统中消除噪声的一种有效方法[J];测绘学报;2002年02期
8 黄丁发,卓健成;GPS相位观测值周跳检测的小波分析法[J];测绘学报;1997年04期
9 罗玉霞,颜义忠;引子渡水电站大坝安全监测系统设计[J];大坝与安全;2004年02期
10 胡守江,王琳;小浪底大坝安全监测自动化的实施[J];大坝与安全;2005年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐洪钟;大坝动力系统的安全监控非线性分析模型研究[D];河海大学;2001年
2 王建;大坝安全监控集成智能专家系统关键技术研究[D];河海大学;2002年
3 成忠;PLSR用于化学化工建模的几个关键问题的研究[D];浙江大学;2005年
4 莫鸿强;遗传算法搜索能力和编码方式研究[D];华南理工大学;2001年
5 李智录;大坝安全监控统计模型研究[D];西安理工大学;2006年
6 杨杰;大坝安全监控中若干不确定性问题的分析方法与应用研究[D];河海大学;2006年
7 明亮;遗传算法的模式理论及收敛理论[D];西安电子科技大学;2006年
8 陶吉利;基于DNA计算的遗传算法及应用研究[D];浙江大学;2007年
9 姜昌华;遗传算法在物流系统优化中的应用研究[D];华东师范大学;2007年
10 张鹏;基于小波理论的白鹤隧道围岩稳定性非线性研究[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武娇;偏最小二乘回归模型及其在教育统计中的应用[D];陕西师范大学;2002年
2 何勇兵;多变量灰色预测模型在大坝安全监测中的应用[D];浙江大学;2003年
3 蒋红卫;偏最小二乘回归的扩展及其实用算法构建[D];中国人民解放军第四军医大学;2003年
4 张忠兵;基于SQL Server2000的水城水库大坝安全监测数据分析系统[D];昆明理工大学;2003年
5 李作光;丰满大坝安全监测决策支持系统方案研究[D];河海大学;2003年
6 司春棣;遗传算法与神经网络在土石坝安全监测资料分析中的应用研究[D];河北农业大学;2004年
7 胡灵芝;混凝土坝变形安全监控时变模型及其应用研究[D];河海大学;2005年
8 仲琳;碾压混凝土坝安全监控模型及其应用研究[D];河海大学;2005年
9 金光球;遗传算法与神经网络在大坝安全监测预报中的应用[D];合肥工业大学;2005年
10 刘晓燕;偏最小二乘法和人工神经网络在硼钢淬透性预测中的应用研究[D];西安建筑科技大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 李超;王腾军;;小波神经网络在拦渣坝变形预测中的应用研究[J];测绘通报;2012年S1期
2 张文飞;;浅述水电站大坝安全监测现状及其自动化动态[J];广东科技;2013年10期
3 黄志波;林从谋;黄金山;孟凡兵;付旭;;BP小波神经网络在大断面隧道变形预测中的应用[J];华侨大学学报(自然科学版);2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李超;王腾军;;小波神经网络在拦渣坝变形预测中的应用研究[A];第四届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 冯斌;液体火箭发动机试验数据处理方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 吴春元(马原);环境辐射网络监测系统的研究[D];南京理工大学;2011年
3 李超;小波神经网络在大坝变形预测中的应用研究[D];长安大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董聪;可靠性工程中的经验Bayes方法(Ⅱ)[J];北京航空航天大学学报;1996年04期
2 赵少荣,於宗俦,陶本藻,于正林;动态大地测量反演理论及其苦干应用[J];测绘学报;1993年04期
3 经萱禄;;大坝安全监测的发展趋势[J];大坝观测与土工测试;1986年02期
4 吴中如;刘观标;;混凝土坝的位移确定性模型研究[J];大坝观测与土工测试;1987年01期
5 李旦江;王志远;彭虹;俞维扬;吴惠芳;;大坝实测性态分析若干成果的讨论[J];大坝观测与土工测试;1988年03期
6 胡先举;王德厚;;大坝变形监测预报模型研究[J];大坝观测与土工测试;1988年04期
7 彭虹;史宇澄;;大坝监测资料分析模型的分析[J];大坝观测与土工测试;1990年04期
8 刘观标;;大坝观测物理量的灰色系统模型[J];大坝观测与土工测试;1991年Z1期
9 温岫;薛玺成;;高坝、岩基原位监测位移的混合模型研究及其应用[J];大坝观测与土工测试;1993年02期
10 张进平;大坝监测数学模型因子集的扩充[J];大坝观测与土工测试;1999年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵花城;大坝安全监测工作中应注意的问题[J];大坝观测与土工测试;2001年02期
2 方卫华;大坝安全监测的若干问题探讨[J];水利技术监督;2001年01期
3 马婷婷;奥地利国家大坝委员会举行大坝安全监测研讨会[J];水利水电快报;2001年11期
4 W.珀储 ,喻明志;大坝安全监测的发展趋势[J];水利水电快报;2001年23期
5 方卫华;纵论大坝安全监测[J];水利水文自动化;2001年03期
6 陆云秋;;必须重视大坝安全监测设施的建设[J];水利建设与管理;2003年04期
7 吕利萍,陈于,程新文,吴中忠,彭绍才;大坝安全监测的技术手段[J];安全与环境工程;2003年01期
8 刘小生,李满苗,张水舰;大坝安全监测专家系统的开发[J];南方冶金学院学报;2003年05期
9 方卫华;大坝安全监测自动化中若干概念和问题的新进展[J];云南水力发电;2003年01期
10 许传桂;第二届电力行业大坝安全监测标准化技术委员会第一次全体委员及顾问会议在杭州召开[J];大坝与安全;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苏怀智;於三大;;大坝安全监测新技术简论[A];水电论坛报告文集[C];2004年
2 方卫华;;大坝安全监测中的若干问题[A];纪念贵州省水力发电工程学会成立20周年论文选集[C];2005年
3 刘佳;;葛洲坝安全监测信息系统的开发及其应用研究[A];2008年计算机应用技术交流会论文集[C];2008年
4 ;国家电监会印发《水电站大坝安全监测工作管理办法》[A];《电站信息》2009年第4期[C];2009年
5 ;前言[A];中国水力发电工程学会大坝安全监测专业委员会1998年学术年会暨中青年科技成果报告会论文集[C];1998年
6 魏德荣;;大坝安全监测设计现状及思考[A];中国水力发电工程学会大坝安全监测专业委员会1998年学术年会暨中青年科技成果报告会论文集[C];1998年
7 周江余;;葛洲坝大坝安全监测自动化实践与现状[A];中国水力发电工程学会大坝安全监测专业委员会1998年学术年会暨中青年科技成果报告会论文集[C];1998年
8 庄正新;;大坝安全监测自动化建设、运行之管见[A];中国水力发电工程学会大坝安全监测专业委员会1998年学术年会暨中青年科技成果报告会论文集[C];1998年
9 ;前言[A];中国水力发电工程学会大坝安全监测专业委员会年会暨学术交流会论文集[C];2000年
10 薛桂玉;李珍照;;大坝安全监测中的新技术和新方法[A];中国水力发电工程学会大坝安全监测专业委员会年会暨学术交流会论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 郑冬梅;大坝安全监测新内涵[N];中国水利报;2008年
2 中国水利学会水利管理专业委员会水利部大坝安全管理中心;大坝安全监测技术发展迅猛(下)[N];中国水利报;2003年
3 江晓明;大坝安全监测传感器[N];中国水利报;2003年
4 中国水利学会水利管理专业委员会水利部大坝安全管理中心;大坝安全监测技术发展迅猛(中)[N];中国水利报;2003年
5 中国水利学会水利管理专业委员会 水利部大坝安全管理中心;大坝安全监测技术发展迅猛(上)[N];中国水利报;2003年
6 杨?(此字为王+君)贾海;四步棋赢得新发展[N];中国水利报;2002年
7 记者 黎晓艳;富水水库全面部署防汛抗旱[N];黄石日报;2012年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 宋志宇;基于智能计算的大坝安全监测方法研究[D];大连理工大学;2007年
2 郄志红;大坝安全监测资料正反分析的智能软计算方法及其应用[D];天津大学;2005年
3 康飞;大坝安全监测与损伤识别的新型计算智能方法[D];大连理工大学;2009年
4 陈维江;大坝安全监测及厂房动力反演分析模型研究[D];大连理工大学;2002年
5 李富强;大坝安全监测数据分析方法研究[D];浙江大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄钿先;湖南国电土木工程公司大坝安全监测项目管理体系研究[D];湖南大学;2009年
2 叶慧聪;大坝安全监测系统数据采集与分析及其实现[D];湖南大学;2010年
3 黄张裕;大坝安全监测整体分析模型研究及应用[D];河海大学;2001年
4 段文刚;大坝安全监测工程项目质量管理研究[D];华中科技大学;2004年
5 缑小凡;自动化大坝安全监测及智能振弦压力数据采集系统[D];西北工业大学;2005年
6 唐敏;大坝安全监测异常测值分析技术及计算机实现[D];武汉大学;2005年
7 柳杨;大坝安全监测信息系统的网络技术开发及其应用研究[D];武汉大学;2005年
8 袁晓峰;大坝安全监测资料分析若干问题研究[D];南昌大学;2007年
9 王军;水库大坝安全监测系统的设计与实现[D];中山大学;2013年
10 卢兆辉;大坝安全监测信息的数据挖掘应用平台技术研究[D];河海大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026