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土石坝结构性态安全评价方法研究

李宗坤  
【摘要】: 截止到1996年底统计,我国已建成大中小型水库8.4万余座,其中土石坝占90%以上。这些工程在国民经济建设中发挥了巨大的作用,然而,随着大坝数量的增加、时间的推移、坝龄的增长,相当一部分大坝存在着某些不安全因素,大坝失事的潜在危险加大。因此,利用原型观测资料,科学分析土石坝各效应量及其影响量之间的关系,对大坝结构安全性态做出合理评价,将是一项非常有意义的研究工作。 论文针对土石坝的运行特点,研究了观测资料误差识别和观测资料分析的新方法,提出了土石坝结构性态多级模糊模式识别的特征值方法,并用实例加以解析。 1.给出了原型观测资料系统误差和粗差的识别方法;分析了土石坝测压管水位的影响因子,并建立了测压管水位观测资料的统计模型;结合陆浑水库大坝测压管水位实测资料,对上述理论和方法进行检验和论证。 2.本文针对双曲线回归常用模型灵活性差、自适应能力差的缺点,提出并建立了双曲线回归三参数模型,大大提高了双曲线模型的拟合和预测精度。以陆浑水库大坝沉降观测资料分析为例,将双曲线回归三参数模型与双曲线回归常用模型、对数模型、灰色模型对比,结果显示,双曲线回归三参数模型预测效果最佳。 3.建立了土石坝时效变形的GM(1,1)等维新息模型,通过对等维新息模型维数区域的研究,发现其存在一最佳维数区域。由实例分析可见,最佳维数区与所研究问题的性质和数据序列的特点有关,可通过数值试验来确定。 4.针对BP神经网络模型学习收敛速度慢、容易陷入局部极小点和人工调试工作量大等缺点,本文提出了原始数据非线性规格化处理方法、记忆式初始化权值阈值方法以及参数自动优选方法,对BP模型进行了改进。经过实例分析证明,以上对人工神经网络BP模型的改进方法,对于提高网络运行收敛速度、防止陷入局部极小点、提高模型精度等都有较大的改善作用。同时,本文还提出了灰色-BP模型、BP残差模型的建模方法与思路。 5.基于工程模糊集多级模糊模式识别理论中最大隶属度原则的不适用性,结合土石坝实测性态状况的特点,提出用绝对、相对状态(或级别)特征值作为判断或识别大坝安全性态的新方法。并以陆浑水库为实例对该理论和方法加以解析。分析成果表 摘要 明,本文提出的土石坝实测性态多级模糊模式识别特征值方法是有效可行的,也为土 石坝实测性态安全评价提供了新的方法和思路。


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