混凝土重力坝材料参数反演方法研究

发布时间：2019-07-23 10:51

【摘要】：利用位移观测资料对坝体材料参数进行反演已在水利工程和岩土工程等领域得到了广泛应用,混凝土坝材料参数反演不仅能够纠正原有的设计方案还能监控大坝的安全状态,反应大坝的工作特性。因此,大坝材料参数反演研究一直是国内外学者的研究热点。本文针对混凝土坝总结了国内外现有的文献,并列出了混凝土坝材料参数的一些反演方法,对各种方法的优缺点进行了说明。本文首先根据位移反分析法建立了反分析的目标函数,采用梯度搜索法对目标函数进行优化,针对梯度搜索法中灵敏度系数矩阵的计算问题推导出了一个灵敏度系数的计算公式。由于观测值中含有的误差会使反演分析出现不适定性,采用正则化方法解决了参数反演的不适定问题,使用L-曲线准则确定正则化参数,实现了在误差存在条件下确定最优解。本文的研究主要是寻找一种稳定并且实用的混凝土重力坝的材料参数反演方法,将来可用于实际大坝的整体性评估。本文的主要研究工作如下： (1)在传统回归模型回归因子的基础上,使用积分回归法对传统的因子集进行了补充,补充因子之后的回归分析结果比使用传统回归因子的回归结果拟合精度更高,结合丰满大坝的实际观测数据通过逐步回归法分离出了坝顶位移观测点的水位分量； (2)利用回归分析法中分离出的观测点位移水位分量建立了目标函数,通过目标函数的优化来求解混凝土坝的材料分区弹模。介绍了梯度搜索法的基本原理和步骤,通过公式推导找出了一种能够精确计算灵敏度系数的公式,弥补了差分法求解的不足,并通过工程实例验证了该方法的实用性； (3)观测噪声是安全监测数据中不可避免的,本文介绍了观测噪声导致坝体材料参数反演出现不适定问题的原因,并通过施加正则化因子的方法解决参数反演的不适定问题,建立了重力坝材料参数反演的正则化方法,给出了确定最优正则化参数的L—曲线准则,对丰满的实测数据进行了反演分析,并将反演结果和现场取芯结果对比,证实了此方法可以用于实际工程中；
【图文】：

丰满水电站平面布置

枢纽总共由60个现段组成，平均每个现段18m，挡水现段总共有38个，溢流坝段11个，取水坝段11个，枢纽具体布置见图1.1。大现的剖面类型为三角形优化断面，上游坡比为1:0.05，下游坡比为1:0.75。丰满大琐在建造初期，由于施工进度较快，施工质量控制不足，所以在建成之后工作状况不是很好，其中包括：混凝土强度无法满足设计要求，现体渗流无法控制，上下游面冻胀破坏等问题。在经过加固改造之后，大现的工作状态得到好转。但是为了更好地了解大琐的工作状态，及时的掌握大现的整体特性，丰满大现早在1954年就开始了大琐的安全监测，但是在早期主要以巡视和现场调查为主，观测手段比较落后，观测资料也恨少

规顶真空激光准直仪系统

大连理工大学硕士学位论文 (3)水位监测：大现的水位监测懫用有源跟踪式自动水位计，水位计的测量精度为1mm,能够对水位进行实时监测；(4)温度监测：丰满的温度监测系统改造以前气温主要是监测周围的环境温度，改造以后在现体内埋入了温度传感器。传感器主要懫用气象温度传感器，测量精度为o.ir，气温的监测也是实时的。根据安全监测系统的多年的监测资料分析，丰满大规的现前水位最高值为266.2m，最低水位为225. Im，库区多年的平均气温值为5. 3°C，最高日平均温度为31. 3°C，最低日平均温度为-36.5°C，，大现的变形监测水平最大位移挡水坝段在20-22. 6min之间，溢流现段在15匪左右，垂直位移在3-12画之间。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV642.3;TV698.1

【参考文献】