《高拱壩損傷識別的模糊模型修正方法研究與套用》是依託南昌大學，由張純擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高拱壩損傷識別的模糊模型修正方法研究與套用
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：張純
- 依託單位：南昌大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為我國超高壩的主要壩型，高拱壩具有良好的超載能力及經濟性，但同時其安全性也因高壩、大庫容、複雜環境條件等因素的影響而備受關注。為提高高拱壩健康監測水平，研究準確高效的損傷識別算法是目前的關鍵技術問題。因此，本研究擬在考慮材料參數、外界作用及測量數據不確定性的情況下，建立適於高拱壩損傷識別的模型修正方法。主要內容有：（1）採用模糊變數描述複雜高拱壩結構的不確定性，針對高拱壩損傷特點，研究結合正則化過程的模糊模型修正方法，從修正參數隸屬函式提取結構損傷指標；（2）充分利用高壩長期監測系統，以大壩變形等結構回響的長期時間序列為輸入數據，建立卡爾曼濾波框架下的遞推型修正算法；同時考慮溫度場分布等時變模糊因素的影響，採用模糊擴展卡爾曼濾波方法進行高拱壩損傷識別。本研究將從數值模擬、模型實驗及原型觀測等方面分析、驗證損傷識別方法的可靠性，為高拱壩運行期間的線上監測、安全評價等提供理論基礎和技術支撐。
結題摘要
作為我國超高壩的主要壩型，高拱壩具有良好的承載能力及經濟性，但同時其安全性也因高壩、大庫容、複雜環境條件等因素的影響而備受關注。為提高高拱壩健康監測水平，研究準確高效的損傷識別算法是目前的關鍵技術問題。因此，本項目課題組根據研究計畫要點和研究計畫進度，擬定了詳細的研究方案，採用理論分析、數值模擬、模型試驗相結合的研究方法，針對結構參數不確定性大、反演算法不適定強等難點，運用模型修正以及濾波類方法作為基本反演分析工具，結合正則化技術對結構損傷識別算法進行改進，重點研究了高拱壩結構分區等效彈性模量的檢測與診斷，全面完成了研究計畫內容，取得了預定的研究成果。相關進展和研究成果主要包括：（1）時變溫度場作用下高拱壩有限元模型的建立與靜動力分析；（2）適於高拱壩結構損傷識別的正則化模型修正方法：具體包含基於回響面方法的模型修正、基於DS證據理論的靜動力反演數據融合、不同正則化策略的模型修正算法等；（3）結合正分析先驗信息的震後高拱壩模糊損傷識別方法，具體包括高拱壩彈塑性抗震分析以及可能的損傷模式、基於損傷模式種群篩選的遺傳算法、基於改進遺傳算法的高拱壩模糊損傷識別方法等；（4）基於高拱壩長期變形數據的濾波類損傷識別方法，具體包括基於長期拱壩變形數據的擴展卡爾曼濾波損傷識別方法、結合1範數正則化的無跡卡爾曼濾波方法、具有損傷識別和感測器故障診斷功能的聯邦卡爾曼濾波方法、結合零變異改進的PSO粒子濾波算法、集員濾波區間反演算法及其改進等。本課題研究成果有助於提高高拱壩結構損傷定位及定量評估的準確性與可靠性，有利於保障高拱壩結構的安全性，並為高拱壩線上監測和損傷識別提供了必要的理論基礎和技術支撐。
