基于模型修正技术的高拱坝结构损伤识别研究

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1、分类号:密级：UDC：学号：406013612010南昌大学硕士研究生学位丨仑文基于模型修正技术的高拱坝结构损伤识别研究ResearchonHighArchDamStructuralDamageIdentificationBasedonModelUpdatingTechnique彭琪培养单位（院、系）：建筑工程学院指导教师姓名、职称：宋固全教授指导教师姓名、职称：张纯副教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：力学论文答辩日期：2015年5月28日评阅人:2015年月日、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及

2、取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写签字日期：/>年3>月^7日二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影

3、印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章程”规定享受相关权益学位论文作者签名（手写）：%务导师签名（手写）：签字円期：f年r月>7日签字日期：丨J■年土"月日论文题目iu払办4你炎fV、丨7、糾糾衾姓名学号论文级别博士□硕士■院/系/所pi专业E_mail备gf公开□保密（向校学位办申请获批准为“保密”，年月后公开)摘要摘要目前，重大水工结

4、构的健康监测研究受到了广泛的关注。利用高拱坝结构现场实测的静力和动力响应信息来分析其刚度和承载力的变化，识别出结构发生损伤的情况，评估结构的工作状态，具有十分重要的工程实用价值。本文以检测和分析高拱坝的损伤状态为目的，通过建立以二滩拱坝为工程背景的三维有限元模型，研究高拱坝模型所处的准稳态温度场和库水水位对高拱坝静力特性的影响、库水与高拱坝模型的耦合作用及高拱坝库水水位对高拱坝振动特性的影响，在此基础上，联合高拱坝模型的静态和动态结构响应数据，研究使用基于响应面理论的模型修正技术对高拱坝结构进行损伤识别的方法，为高拱坝在线监测和损伤识别提供必要的

5、理论基础。（1）收集二滩拱坝原型的结构参数、水位及温度变化信息，为有限元模型的建立提供基本数据和边界条件。选择合适单元类型建立高拱坝有限元模型，并对结构在库水、自重和温度荷载作用下的静动力响应进行分析。通过对比已有计算结果，对模型可靠性进行了验证并为坝体子区域的划分提拱依据。（2）通过子区域弹性模量的折减来模拟结构损伤，构造合适响应面模型来拟合坝体子区域的弹性模量与结构的静动力响应间的非线性关系，分析各个测点响应面模型的精度及其静动力响应数据相对于各子区域弹性模量变化的灵敏度，选择最优的响应数据点进行响应面模型的建立。（3）以测点优化布置分析为基

6、础，结合基于结构静动力响应的响应面模型和遗传算法，并应用于高拱坝结构损伤识别中，分析了该损伤识别方法在不同噪声级别下的损伤识别结果，验证了该方法应用于水工结构损伤识别的可行性。（4）结合基于高拱坝静、动态测量数据的损伤识别方法，运用D-S证据理论对静态测试和动态测试的损伤信息进行融合，进而对高拱坝结构进行损伤识别，以提高识别结果的可靠性。数值模拟分析表明，使用响应面方程来拟合坝体响应与结构参数之间的非线性关系，其精度较高，以此为基础的损伤识别方法可应用于高拱坝的健康监测中。关键词：响应面；遗传算法；模型修正；信息融合；损伤识别；高拱坝IAbstr

7、actABSTRACTResearchonthehealthmonitoringiscurrentlyfocusofthemajorhydraulicstructure.Responseinformationofhigharchdamstructurecanbeusedtoanalyzethevariationofthestiffnessandbearingcapacity,andthenidentifyitsstructuredamage.Thismethodhasgreatengineeringvalues.Theaimofthedisser

8、tationistoestablishthedamageevaluationmethodforthehigharchdam.Thequa