基于統(tǒng)計(jì)模式的拱壩結(jié)構(gòu)損傷診斷研究.pdf

1、為研究拱壩結(jié)構(gòu)損傷診斷方法，實(shí)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(jì)模式的拱壩結(jié)構(gòu)損傷診斷方法。該方法以統(tǒng)計(jì)模式識別技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)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(shù)，進(jìn)行拱壩結(jié)構(gòu)的損傷診斷。此方法實(shí)質(zhì)是結(jié)構(gòu)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(shí)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(yīng)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(jìn)行特征提取，將相應(yīng)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(jì)指標(biāo)進(jìn)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(diǎn)。基于此，本文對模型定階、模型驗(yàn)證、模型參數(shù)估計(jì)、特征參數(shù)縮減及統(tǒng)計(jì)指標(biāo)選取進(jìn)行深入研究，同時利用有限元數(shù)值仿真損傷模擬計(jì)算和石膏拱圈模型損傷試驗(yàn)的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，表明本文方法能夠有效且準(zhǔn)確地診斷出拱壩結(jié)構(gòu)是否存在損傷，并對結(jié)構(gòu)存在的損傷嚴(yán)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(shí)測數(shù)據(jù)所處的環(huán)境噪聲具有較強(qiáng)的免疫力，具有重要的理論意義和實(shí)際工程應(yīng)用價值。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴選取ARMA時間序列模型作為本文方法的基礎(chǔ)模型進(jìn)行建模，利用AIC準(zhǔn)則對模型定階并通過模態(tài)參數(shù)驗(yàn)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(jìn)行壓縮提取，根據(jù)降維后的各階主成分貢獻(xiàn)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(jìn)行有限元仿