《混凝土壩裂縫演變規律及轉異診斷非線性理論與方法》是依託河海大學，由包騰飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：混凝土壩裂縫演變規律及轉異診斷非線性理論與方法
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：包騰飛
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
國內外大量的混凝土壩都不同程度帶縫服役，包括龍羊峽、陳村等高混凝土壩,目前採用較普遍的分析理論為斷裂力學理論，而該理論中斷裂參數存在明顯的尺寸效應，難以反映裂縫擴展過程中的非線性。混凝土壩裂縫的實測數據中包含了裂縫擴展及失穩的大量非線性信息，而熵、混沌和分形等非線性理論在對數據進行分解、重構、提取與解釋等方面具有較強的功能，可彌補斷裂力學理論的不足。然而，目前非線性理論用於混凝土壩裂縫的研究存在著理論定位低、機械套用與理論研究相脫節、物理模型實驗缺乏等突出問題。針對這一現狀，本課題將利用實測數據，結合數值模擬和物理模型實驗，融合斷裂力學基本概念和非線性理論，研究裂縫發展演變過程的耗散結構特徵，構建基於分形幾何裂縫擴展演變分析方法，建立混凝土壩裂縫擴展演變的熵變理論與方法體系，並探索基於非線性理論的裂縫失穩轉異診斷方法。擬在國內外重要期刊上發表論文8-10篇[SCI、EI收錄4篇]。
結題摘要
許多混凝土壩存在影響其安全的裂縫,目前常採用斷裂力學理論分析裂縫的擴展特性，而該理論中斷裂參數存在明顯的尺寸效應，難以反映裂縫擴展過程中的非線性。本項目通過理論和試驗研究，結合具體工程進行數值模擬分析，研究了帶縫混凝土壩系統的動態耗散結構特徵，從熵變和能量轉化等方面揭示了裂縫擴展演變過程中的耗散結構形成機理；根據裂縫表面分形性和裂縫擴展過程實際能量釋放率的分形特徵，建立了基於分形幾何的裂縫擴展演變分析模型；探討了裂縫發展演化過程中的熵變機理及信息熵的計算方法，提出了應力應變監測數據的熵值轉化方法，結合具體實驗及工程算例進行數值模擬，研究了帶縫混凝土重力壩在載入過程中的熵變規律；在利用相空間重構技術重構裂縫時效變形相平面的基礎上，提出了裂縫時效轉異點的相平面識別法；套用資訊理論中的最大熵原理，根據各基本隨機變數的數字特徵值確定其機率密度函式，建立了基於最大熵原理的裂縫轉異診斷判據。在國內外重要學術期刊和會議上發表論文近50篇，其中17篇SCI收錄、30篇EI收錄。
