混凝土拱壩變形分析的安全監(jiān)控模型研究與應(yīng)用.pdf

1、拱壩的變形是由水壓、溫度、混凝土自生體積變形、干濕變形、塑性變形、徐變、壩基巖石蠕變等諸多的內(nèi)外因素所引起的。在以往的混凝土拱壩變形資料分析的安全監(jiān)控模型中,時(shí)效因子通常采用指數(shù)形式、對(duì)數(shù)形式、雙曲線形式和線性形式或是它們?nèi)我鈳追N的組合形式來表示。工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明,采用這幾種形式,在一定程度上可以滿足應(yīng)用的要求,但這幾種形式只是時(shí)間的單調(diào)函數(shù),并未從時(shí)效變形產(chǎn)生的機(jī)理上對(duì)其作出反映,缺乏足夠的理論依據(jù)。而采用灰色系統(tǒng)理論的方法模擬時(shí)效因

2、子的變化可以很好的解決這個(gè)問題。本課題的研究正是基于此而展開的。本文在詳盡分析拱壩變形的影響因子的基礎(chǔ)上,采用灰色系統(tǒng)理論、統(tǒng)計(jì)回歸理論以及三維有限元理論,首先利用灰色關(guān)聯(lián)度的方法對(duì)水位和溫度的所有可能因子進(jìn)行預(yù)處理,之后采用灰色多項(xiàng)式模型有效的模擬了時(shí)效因子的變化過程,最終根據(jù)大壩及其基礎(chǔ)的實(shí)際工作性態(tài)以及各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),通過MATLAB語(yǔ)言編制的相關(guān)程序和有限元計(jì)算軟件ANSYS的計(jì)算,成功的建立了兩種適合于拱壩變形分析和預(yù)報(bào)

3、的數(shù)學(xué)模型——灰色回歸模型和FSG模型。文中通過對(duì)李家峽拱壩垂線順河向水平位移的模型計(jì)算,有效的分離出了影響拱壩變形的各個(gè)因子,定量分析了各因子在拱壩變形中所占的比重,并且采用FSG模型對(duì)部分測(cè)點(diǎn)的水平位移值進(jìn)行了預(yù)測(cè),得到了滿意的結(jié)果,并且模型的預(yù)測(cè)精度較高。本文的研究結(jié)果表明,灰色關(guān)聯(lián)度分析是對(duì)大壩原型觀測(cè)資料進(jìn)行前處理的有效手段;灰色多項(xiàng)式模型能夠很好的模擬時(shí)效因子的變化過程,并有效的避開了時(shí)效成因的分析這一步驟。因此,灰色回歸模