基于改进随机森林算法的渡槽位移及应力预测模型

发布时间：2021-07-01 15:31

　　渡槽位移及应力监测是渡槽健康监测的重要内容,其位移及应力变化与多种因素存在复杂的非线性关系,这种关系导致传统数学模型难以较准确地预测出不同环境变量影响下渡槽的位移及应力变化情况。对此,提出了一种基于随机游走思想的随机森林算法,该算法以渡槽水位、气温及水温为输入,能较准确地预测出渡槽不同测点的位移及应力。最后,通过一个数值算例,对比了该算法与已有模型算法的拟合性能和泛化能力,验证了该算法的优越性,可满足渡槽工程位移及应力预测的需要。 

【文章来源】：水电能源科学. 2020,38(05)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

图３精度对比Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆａｃｃｕｒａｃｙ

．５×１０４ｋｇ／ｍ３。纵向及横向钢筋采用预应力钢绞线，竖向预应力钢筋采用螺纹钢筋，弹性模量Ｅ２＝１．９５×１０１１Ｐａ；泊松比μ２＝０．３；密度ρ２＝７．９×１０４ｋｇ／ｍ３。设计水位为４．１５ｍ，加大水位为４．７９２ｍ。运行控制工况为：①三槽同时过水；②两边槽检修，中槽过水；③中槽检修，边槽过水。夏秋季气温大致在１５～３６℃，冬春气温大致在－９～１１℃。选取该渡槽的单跨建立有限元模型，见图１（ａ），对结构进行详细的有限元剖分，整个结构共分为２３２９５８个单元，２９１６７８个节点，其中渡槽混凝土结构为１９９９７８个单元，预应力钢筋为３２９８０个单元，见图１（ｂ）。为了建立槽内水位、图１渡槽模型图Ｆｉｇ．１Ａｑｕｅｄｕｃｔｍｏｄｅｌｄｉａｇｒａｍ环境温度、结构位移及应力等之间的关系，选取２６个工况进行分析，见表１。选取跨中断面为监测断面，由于断面具有对称性，故仅考虑右半侧。见图２，测点１、２为竖向位移监测点，测点３～６为应力监测点，测点３、４主要测量沿轴线的应力，即σｙ，测点５、６主要测量竖直方向的应力，即σｚ。提取２６种工况下的结果见表２、３。表１工况组合方案Ｔａｂ．１Ｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅ工况水位／ｍ边槽中槽温度／℃气温水温工况水位／ｍ边槽中槽温度／℃气温水温１０１．０００２９２０１４０１．０００２６

６４．１５０２．０００２３２３１９４．１５０２．０００－４７７４．５００４．０００３８２９２０４．５００４．０００１１９８４．７９２４．１５０２６３５２１４．７９２４．１５０－１１１９４．１５０４．５００１４１４２２４．１５０４．５００－１３４１０４．０００４．１５０３５１４２３４．０００４．１５００４１１１．０００４．０００１７８２４１．０００４．０００２６１２２．０００２．０００２０１８２５２．０００２．０００８５１３３．０００１．０００２５２１２６３．０００１．０００－７１图２渡槽测点布置图Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆａｑｕｅｄｕｃｔｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｉｎｔｓ表２监测点１、２的竖向位移Ｔａｂ．２Ｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｏｉｎｔｓ１ａｎｄ２ｍｍ工况测点１２工况测点１２工况测点１２１０．９２１．６０１０－０．３８－０．０８１９－０．８１０．０９２０．５５０．７２１１０．３３０．４２２０－０．８３－０．５５３０．４４０．４３１２０．３４０．４６２１－１．１－１．０６４－０．２７－０．４１１３０．０８０．９０２２０．４６１．１１５－０．０８１．１９１４０．７４１．４９２３－０．２１０．３４６－０．５００．１１１５０．２１０．７３２４０．４２０．８２７－０．４７０．０２１６０．０２－０．０９２５０．４２０．８５８－０．７４－０．９１１７－０．５５－０．６２２６０．０６１．１１９－０．６９－０．７３１８０．０８１．２０·３２１·

【参考文献】：
期刊论文
[1]南水北调中线干线工程技术进展与需求[J]. 程德虎,苏霞.  中国水利. 2018(10)



本文编号：3259396