基于統(tǒng)計模式的拱壩結構損傷診斷研究.pdf

1、為研究拱壩結構損傷診斷方法，實現(xiàn)拱壩的無損在線健康檢測和安全狀況評價，本文提出了一種基于統(tǒng)計模式的拱壩結構損傷診斷方法。該方法以統(tǒng)計模式識別技術為基礎，結合ARMA時間序列模型、提取特征模式的主成分分析方法和基于HHT的工作模態(tài)參數(shù)辨識方法等技術，進行拱壩結構的損傷診斷。此方法實質是結構的狀態(tài)辨識，即消減相同狀態(tài)之間的差異和放大不同狀態(tài)之間的差異以實現(xiàn)損傷診斷。其處理過程包括數(shù)據(jù)采集、依據(jù)采集的振動響應數(shù)據(jù)建立ARMA時間序列模型，利用

2、主成分分析方法對模型的特征參數(shù)進行特征提取，將相應數(shù)據(jù)中的特征信息充分保留并壓縮至前幾階主成分中，最后選取合適的數(shù)階主成分建立統(tǒng)計指標進行損傷診斷等四個步驟，其中后面三個步驟是診斷方法研究的重點?；诖?，本文對模型定階、模型驗證、模型參數(shù)估計、特征參數(shù)縮減及統(tǒng)計指標選取進行深入研究，同時利用有限元數(shù)值仿真損傷模擬計算和石膏拱圈模型損傷試驗的實測數(shù)據(jù)進行驗證，表明本文方法能夠有效且準確地診斷出拱壩結構是否存在損傷，并對結構存在的損傷嚴重程

3、度和位置具有敏感性。該損傷診斷方法數(shù)據(jù)分析過程簡單，對于實測數(shù)據(jù)所處的環(huán)境噪聲具有較強的免疫力，具有重要的理論意義和實際工程應用價值。
　　本研究主要內容包括：⑴選取ARMA時間序列模型作為本文方法的基礎模型進行建模，利用AIC準則對模型定階并通過模態(tài)參數(shù)驗證模型的正確性。⑵模型AR部分參數(shù)作為模式特征提取對象，利用主成分分析法對其進行壓縮提取，根據(jù)降維后的各階主成分貢獻率選擇包含大部分信息的數(shù)階主成分作為分析對象。⑶進行有限元仿