坝体局部损伤对重力坝整体安全度的影响

摘要

混凝土重力坝由于施工质量、坝体老化等原因，或多或少都会出现一定的局部损伤，并且局部损伤可能会严重影响重力坝的整体安全度。可传统力学都建立在材料的连续性假设之上，对这个问题很少有专门的研究，迄今为止还没有相应的分析理论和设计方法。本文针对坝体局部损伤对重力坝整体安全度的影响，建立了局部损伤的确定性模型和不确定性模型。然后用这两个模型分别对同一个典型的重力坝进行分析，以此来说明坝体局部损伤的一般规律和这两个模型的正确性与实用性。 首先，用损伤因子来表征坝体的局部损伤，用超载法来自动搜索重力坝的整体安全度并把它作为响应，然后用神经网络建立变量与响应之间的映射，这样便建立了确定性分析模型。在此基础上，加上蒙特卡罗法来反映变量的概率分布，便建立了不确定性分析模型。 其次，以一个典型重力坝为例，一方面，以局部损伤的分布作为变量，利用确定性分析模型进行分析。为了说明单位面积的坝体损伤对结构整体的影响，本文提出了影响密度的概念。通过分析得出了局部损伤的分布对重力坝整体安全度的影响的一些规律，同时验证了确定性分析模型的实用性；另一方面，以局部损伤的程度作为变量，再利用这个确定性分析模型进行分析。并通过不断改变参数r，来研究这个参数对神经网络的影响，同时还验证了所构建的神经网络的精度。 最后，将局部损伤的程度作为随即变量，利用不确定性分析模型对一个典型重力坝进行可靠度分析，来验证不确定性分析模型的实用性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1工程背景及研究意义

1.2国内外研究动态和进展

1.2.1局部损伤对结构影响的研究

1.2.2混凝土损伤力学研究

1.2.3重力坝安全性分析方法研究

1.2.4神经网络的研究

1.2.5可靠性理论的研究

1.3本文研究内容及技术路线

第二章相关的理论基础

2.1损伤力学的理论基础

2.1.1损伤力学基本概念

2.1.2损伤变量

2.2重力坝的整体安全度

2.2.1稳定性破坏分析

2.2.2有限元基本方程

2.2.3 ABAQUS大型有限元计算软件

2.3径向基函数神经网络

2.3.1径向基函数神经网络简介

2.3.2径向基函数神经网络模型结构

2.3.3径向基函数神经网络训练算法

2.4蒙特卡罗法

2.4.1蒙特卡罗法的基本概念

2.4.1随机数的产生

第三章数学模型的建立

3.1确定性分析模型的建立

3.1.1局部损伤的表征

3.1.2重力坝的整体安全度

3.1.3局部损伤与整体安全度之间的映射关系的建立

3.2不确定性分析模型的建立

第四章坝体局部损伤影响的确定性分析

4.1无局部损伤时坝体整体稳定分析

4.2局部损伤的位置对重力坝整体稳定性的影响

4.3局部损伤的程度对重力坝整体稳定性的影响

第五章坝体局部损伤影响的不确定性分析

5.1建立局部损伤与整体安全度之间的映射

5.1.1确定反映局部损伤分布的随机数

5.1.2随机变量所对应的响应

5.1.3神经网络学习

5.2结构可靠指标的计算

5.2.1预测样本的建立

5.2.2可靠指标计算与分析

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表学术论文情况及参加的科研项目情况

致谢