基于強(qiáng)震觀測(cè)的混凝土重力壩動(dòng)力有限元模型修正方法研究.pdf

1、我國處于環(huán)太平洋和地中?！柴R拉雅兩大地震帶之間，是地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。同時(shí)，我國也是世界上已建和在建混凝土重力壩最多的國家之一。對(duì)于服役中的混凝土重力壩進(jìn)行抗震分析時(shí)，尤其已經(jīng)經(jīng)受過地震考驗(yàn)的混凝土重力壩，其材料的動(dòng)力參數(shù)的選取是一個(gè)值得深入研究的問題。基于混凝土重力壩的強(qiáng)震觀測(cè)，進(jìn)行壩體結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)識(shí)別，并據(jù)此進(jìn)行混凝土重力壩動(dòng)力有限元模型修正是解決該問題的方法之一?；炷林亓螌俣嘧杂啥葟?fù)雜空間結(jié)構(gòu)，采用傳統(tǒng)的矩陣模型修正

2、和參數(shù)模型修正法進(jìn)行混凝土重力壩動(dòng)力有限元模型修正需要進(jìn)行大量的有限元計(jì)算，計(jì)算效率低，對(duì)混凝土重力壩這種大型工程結(jié)構(gòu)的適用性不強(qiáng)。本文考慮混凝土重力壩結(jié)構(gòu)本身和強(qiáng)震觀測(cè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，利用混凝土重力壩強(qiáng)震觀測(cè)資料結(jié)合模態(tài)分析理論以及智能優(yōu)化算法對(duì)其動(dòng)力有限元計(jì)算模型進(jìn)行修正，主要研究內(nèi)容和成果如下：
　?。?）對(duì)常見的幾種強(qiáng)震記錄去噪方法進(jìn)行了介紹，同時(shí)，提出了基于主成分分析法（Principal Component Analysi

3、s，PCA）結(jié)合小波濾波的混凝土重力壩強(qiáng)震觀測(cè)數(shù)據(jù)去噪方法，并通過仿真試驗(yàn)將該方法與小波軟、硬閾值去噪法的去噪效果進(jìn)行了對(duì)比；以去噪后的強(qiáng)震觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，提出了基于自動(dòng)頻域分解（Auto Frequency DomainDecomp--osition，AFDD）法的混凝土重力壩模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法，并采用該方法對(duì)某混凝土重力壩實(shí)測(cè)得到強(qiáng)震觀測(cè)記錄進(jìn)行了模態(tài)參數(shù)識(shí)別。
　?。?）對(duì)“庫水-大壩-基礎(chǔ)”三維動(dòng)力有限元分析所涉及到的庫水-

4、大壩和基礎(chǔ)-大壩動(dòng)力相互作用以及粘彈性人工邊界的基本理論進(jìn)行了介紹，并在此基礎(chǔ)上，研究了待修正混凝土重力現(xiàn)動(dòng)力有限元模型參數(shù)選取和參數(shù)的敏感性分析。采用實(shí)際工程算例實(shí)現(xiàn)了上述分析過程。
　?。?）首先，將混凝土重力壩的動(dòng)力有限元模型修正問題就轉(zhuǎn)化為一個(gè)強(qiáng)震識(shí)別模態(tài)參數(shù)與計(jì)算有限元模型模態(tài)參數(shù)之間的差異最小化問題。考慮到混凝土重力壩結(jié)構(gòu)本身和強(qiáng)震觀測(cè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，利用拉丁立方抽樣的試驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，多輸出支持向量機(jī)（Multi-outpu