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《河海大学》 2001年
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大坝动力系统的安全监控非线性分析模型研究

徐洪钟  
【摘要】: 本文将大坝和边坡视作一个动力系统,研究其安全监控中尚未完善的建模理论和方 法等问题,将混沌理论、分形理论、神经网络、小波分析等非线性科学应用到大坝安全 监控领域中,提出了大坝、边坡的安全监控非线性分析模型及方法,主要内容如下: (1)根据混沌理论,研究了大坝系统及大坝观测时间序列的混沌性。对大坝观测时 间序列进行了相空间重构,计算其混沌特征量,即吸引子维数(关联维数)、Lyapunov 指数和Kolmogorov熵。上述研究初步表明,大坝观测时间序列中存在着混沌成分。 (2)研究了混沌预测中零阶近似、一阶近似等相空间预测模型。在此基础上,提出 了逐步回归—自回归、逐步回归—局域线性回归等大坝观测序列相空间模型,为大坝安 全监控模型的建立与预测提供了新的思路与方法。 (3)在总结分析时间序列预测中的几种有代表性的神经网络的基础上,将混沌理论 和神经网络相结合,提出了几种基于神经网络的大坝观测时间序列相空间预测和监控模 型,经工程实例验证,预测和监控效果较好;同时,提出了确定分量占效应量比例的神 经网络方法。 (4)将小波分析理论及方法引入大坝安全监测资料分析中,提出了利用小波分析检 测异常值、提取趋势分量、降低噪声、检测缺失值的方法,通过实例验证了小波分析方 法的有效性。 (5)基于变分原理,研究建立了能量形式的失稳准则,并说明坝体、岩基的材料具 有应变软化的性质,是大坝失稳的必要条件;并利用大坝的裂缝实测资料,建立了相应 的灰色尖点突变模型,由此判断裂缝的稳定性;根据某水电站库区滑坡体的变形实测资 料,反演其非线性动力学模型,进而计算Lyapunov指数谱、Lyapunov信息维来判定边 坡的稳定性及稳定程度。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TV64

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 田旦;许才军;周命端;陈浩;;基于混沌时间序列的大坝变形短期预测[J];水电自动化与大坝监测;2008年05期
3 包腾飞,吴中如,顾冲时;基于统计模型与混沌理论的大坝安全监测混合预测模型[J];河海大学学报(自然科学版);2003年05期
4 顾冲时;李占超;徐波;;基于动力学结构突变的混凝土坝裂缝转异诊断方法研究[J];中国科学:技术科学;2011年07期
5 包腾飞;秦栋;周喜武;吴桂芬;;混凝土坝裂缝转异监控模型研究[J];中国科学:技术科学;2011年09期
6 向衍,吴中如,傅志敏;基于数据仓库技术的大坝安全决策支持系统[J];水电能源科学;2002年04期
7 包腾飞;吴中如;;混凝土裂缝开度混合预测模型[J];水利水电技术;2005年11期
8 向衍,吴中如,傅志敏;数据挖掘技术在大坝安全决策支持系统中的应用[J];水力发电;2003年01期
9 徐洪钟,吴中如,施斌,王建;确定大坝效应量分量比例的神经网络方法[J];水利学报;2003年06期
10 李占超;秦栋;;基于小波多尺度分解法提取混凝土坝裂缝开合度混沌分量[J];水电能源科学;2013年07期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 丁永忠;基于无线传感器网络的大坝安全远程监测技术研究[D];武汉理工大学;2011年
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3 李洪;冲击矿压前兆信息的混沌预测及模式识别研究[D];山东科技大学;2006年
4 李智录;大坝安全监控统计模型研究[D];西安理工大学;2006年
5 闫滨;大坝安全监控及评价的智能神经网络模型研究[D];大连理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邓海龙;混凝土重力坝时效位移与损伤度及其对比分析研究[D];南昌大学;2010年
2 王洋;城镇供水管网模拟与监控模型研究[D];河北农业大学;2011年
3 刘双华;新安江大坝变形性态研究[D];河海大学;2006年
4 郭张军;水工建筑物地区渗流监控模型研究[D];河海大学;2006年
5 邓嘉;基于混沌理论的非线性信号预测及检测[D];电子科技大学;2006年
6 胡静;基于Kalman滤波的大坝监控统计模型研究[D];西安理工大学;2007年
7 李波;基于偏最小二乘回归的大坝安全监控统计模型的研究[D];西安理工大学;2007年
8 岑黛蓉;覆盖层上面板堆石坝坝坝区渗流场特性及分析模型研究[D];河海大学;2007年
9 席跟战;云龙水库大坝安全监控的渗流统计模型及应用[D];西安理工大学;2007年
10 杨金仑;云龙水库大坝安全监测数据分析方法研究[D];昆明理工大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 张志烈;谢介清;;大坝位移预测的似然推理方法[J];大坝观测与土工测试;1988年02期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 王倩;蒋林华;张京丰;徐海群;;模糊神经网络在粉煤灰混凝土强度预测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年06期
3 张彤;王建平;孟改样;;异因同果关联神经网络在工程造价中的应用研究[J];四川建筑科学研究;2009年02期
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7 王丽华;吴先良;宋开宏;;RK-MRTD算法的稳定性及数值色散性分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年05期
8 周鸣争;人工神经网络在自动控制系统中的应用[J];安徽机电学院学报;2000年02期
9 罗荣;;混沌伪随机序列发生器的实现[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年02期
10 张久彪,赵芸;一个改进的约束满足模型[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1997年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱成华;;基于USB总线的弧焊电参数虚拟检测分析系统设计[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
2 党丽华;高志明;韩夏冰;毕慧超;;Q235钢的大气腐蚀电化学噪声小波包分析[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
3 贾超;王志鹏;高凤;任青文;;地震次生灾害作用下高坝风险分析研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
4 张娟;陈杰;段梅;;基于神经网络和广义经典分配算法的多传感器航迹关联[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 隋金雪;杨莉;华臻;张鑫;;改进的BP网络在火焰燃烧状态识别中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 慕香永;裴润;刘志林;王经甫;;基于小波分析的船舶舵机加载系统多余力研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 贺尧;刘轶群;;有色金属矿山废弃地生态恢复研究[A];中国有色金属学会安全学术委员会2011年年会、中国有色金属工业安全生产职业健康学术交流会论文集[C];2011年
8 马尚权;韦志宏;;安全科学中的非线性特征研究[A];第一届全国安全科学理论研讨会论文集[C];2007年
9 葛修润;;关于边坡与坝基抗滑稳定问题的“矢量和”分析方法[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会特邀报告[C];2007年
10 龙源;晏俊伟;徐全军;高振儒;娄建武;周春华;;爆破振动信号小波分析和分形机理研究[A];中国工程爆破协会四届二次常务理事会、中国力学学会工程爆破专业委员会学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 雷亚辉;水下目标的时间反转法声探测技术应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 席本强;废弃矿山垃圾填埋场边坡稳定性及加固防渗研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
7 李华文;船舶交通管理系统经济社会影响评价研究[D];大连海事大学;2010年
8 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
9 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
10 刘强;基于复杂系统的铁路客流预测方法研究[D];中国铁道科学研究院;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
2 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
3 陈林;基于GIS的流域水文数据的时空分析[D];山东科技大学;2010年
4 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
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6 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯学军;;最小二乘支持向量机的研究与应用[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年01期
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7 李玉,黄梅,廖国华,张连城,关杰;冲击地压发生前微震活动时空变化的分形特征[J];北京科技大学学报;1995年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王寅;化工过程混合建模问题研究[D];浙江大学;2001年
2 胡云进;裂隙非饱和渗流试验研究及有地表入渗的裂隙岩体渗流数值分析[D];河海大学;2001年
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10 李宗坤;土石坝结构性态安全评价方法研究[D];大连理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐丰;混沌在水声信号检测中的应用[D];西北工业大学;2001年
2 杨剑;渗透系数的随机反演方法研究[D];河海大学;2001年
3 邓爱民;混凝土损伤行为特性研究[D];河海大学;2001年
4 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
5 韦保林;EEG信号的预测建模与分析检测技术研究[D];广西师范大学;2002年
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7 张秀艳;基于神经网络的最优非线性滤波的研究[D];大庆石油学院;2003年
8 贾彩虹;老坝渗流的敏感性研究[D];河海大学;2002年
9 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
10 姚三;小波变换与Kalman滤波在信号处理中的联合应用[D];武汉理工大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈健;;某临江超深基坑工程降水计算与设计分析[J];地下空间与工程学报;2009年S1期
2 张利;;高校图书馆员工离职倾向关系模型的建立[J];图书与情报;2009年03期
3 卢祥;马友利;王芳洁;陈刚;;模糊神经网络在变形监测预报中的应用研究[J];测绘科学;2010年S1期
4 雷鹏,顾冲时,郑东健;应用粗糙隶属度确定大坝效应量分量比例[J];长江科学院院报;2005年05期
5 朱赵辉;郑东健;张晓华;;混沌-数据挖掘模型在大坝安全预测中的应用[J];长江科学院院报;2007年05期
6 李智录;张真真;;支持向量机在大坝渗流监测中的应用[J];大坝与安全;2008年01期
7 杨庆春;李子阳;;大坝蓄水期监测资料的时变分析模型[J];水电自动化与大坝监测;2009年01期
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9 张阿峰;;恰甫其海大坝沉降监测资料的初步分析[J];水电自动化与大坝监测;2009年02期
10 宗焕玲;岳建平;;集对分析聚类预测法在大坝变形分析中的应用[J];水电自动化与大坝监测;2012年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 沈振中;甘磊;苗喆;;深覆盖层上坝区防渗系统优化[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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5 包欢;大型建筑物实时形变监测系统理论及应用研究[D];解放军信息工程大学;2009年
6 李亚军;缝洞型介质等效连续模型油水两相流动模拟理论研究[D];中国石油大学;2011年
7 孔海宁;钢铁企业副产煤气系统优化调度研究[D];天津大学;2011年
8 李富强;大坝安全监测数据分析方法研究[D];浙江大学;2012年
9 陈建余;非稳定饱和—非饱和渗流场数值计算关键技术及其应用研究[D];河海大学;2003年
10 包腾飞;混凝土坝裂缝的混沌特性及分析理论和方法[D];河海大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邓海龙;混凝土重力坝时效位移与损伤度及其对比分析研究[D];南昌大学;2010年
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3 祁鹏;基于偏最小二乘的高炉铁水硅含量预测研究[D];内蒙古科技大学;2010年
4 辛勇军;五岳水库大坝安全预警系统研究[D];天津大学;2010年
5 聂俊;基于遗传算法的混凝土拱坝安全监控模型的研究与应用[D];长江科学院;2011年
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7 王国平;变工序暗挖地下街对地铁隧道变形影响及方案优选[D];哈尔滨工业大学;2011年
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9 张飞;基于粒子群的BP神经网络在大坝变形预测中的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
10 吴永康;基于混沌支持向量机的采动地表变形分析及预计模型研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 吴中如;陈继禹;范树平;;用反演分析法推求连拱坝混凝土的力学参数和断裂韧度[J];大坝观测与土工测试;1986年01期
6 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
7 沈长松;吴中如;范树平;;连拱坝裂缝开合度的统计模型及其变化规律[J];大坝观测与土工测试;1989年01期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李斌;混凝土重力坝结构稳定性分析与疲劳计算[D];华中科技大学;2013年
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3 周军;三向应力状态下大坝混凝土力学性能试验研究[D];大连理工大学;2012年
4 朱素华;特高拱坝快速施工关键技术及其在溪洛渡工程上的应用[D];清华大学;2013年
5 李运成;大坝混凝土三维随机骨料模型研究[D];北京工业大学;2006年
6 万晓丹;双曲拱坝大体积混凝土施工专项技术研究[D];郑州大学;2010年
7 卢云香;大坝治理工程爆破振动对坝体安全的影响分析[D];大连理工大学;2012年
8 芈书贞;大坝混凝土随机骨料及损伤模型研究[D];北京工业大学;2006年
9 马超;大坝混凝土在双轴应力状态下强度与变形研究[D];大连理工大学;2012年
10 沈有辉;基于仿真的龙开口水电站碾压混凝土坝施工进度研究[D];国防科学技术大学;2010年
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