[發(fā)明專利]一種混凝土壩的溫控防裂監(jiān)測方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110399271.5
• 申請(qǐng)日: 2011-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN102436722A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國新;劉毅;朱伯芳;劉有志;李松輝;張磊;王振紅;黃濤;胡平;楊萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G08B31/00
• 分類號(hào): G08B31/00
• 代理公司: 北京中北知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11253
• 代理人: 馮夢洪

1.一種混凝土壩的溫控防裂監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)根據(jù)溫控要素采用機(jī)器學(xué)習(xí)理論，建立支持向量機(jī)模型獲得未來指定時(shí)間的溫度場；

(2)采用仿真分析方法確定指定時(shí)間段的預(yù)測溫度數(shù)據(jù)和預(yù)測應(yīng)力數(shù)據(jù)；

(3)根據(jù)仿真計(jì)算與現(xiàn)場試驗(yàn)確定溫度的控制指標(biāo)及曲線、應(yīng)力的控制目標(biāo)及曲線；

(4)根據(jù)現(xiàn)場溫控實(shí)施情況和混凝土澆筑質(zhì)量的離散性，確定溫度控制預(yù)警曲線；

(5)根據(jù)現(xiàn)場溫控實(shí)施情況和混凝土澆筑質(zhì)量的離散性，確定應(yīng)力控制預(yù)警曲線；

(6)預(yù)警信息發(fā)布和處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土壩的溫控防裂監(jiān)測方法，其特征在于，

所述步驟(1)包括以下分步驟：

(1.1)建立支持向量機(jī)模型：

約束條件為：?i＝1，2，…，n，式中：?為?的核空間映射函數(shù)；x是輸入數(shù)據(jù)，為混凝土材料參數(shù)及邊界條件，包括：入倉溫度T₀，取值范圍5℃～30℃，已發(fā)生氣溫變化T_a(τ)，取值范圍-30～40℃，通水的參數(shù)包括水溫T_w，取值范圍0～30℃，流量q_w，取值范圍0～2.5m³/h，通水時(shí)間L_p，取值范圍0～300天，水管管徑d_p，取值范圍0～5cm，等效間距t_p，取值范圍0～3m，砼的絕熱溫升參數(shù)T_Q取值范圍0～70℃、導(dǎo)溫參數(shù)a取值范圍0.002～0.004m²/h，預(yù)?測未來一周的氣溫變化T_a(τ′)取值范圍-30～40℃，y是輸出數(shù)據(jù)，即為任意點(diǎn)的溫度值，權(quán)矢量?原始空間，誤差變量ε_i∈R，b是偏差量；損失函數(shù)J是SSE誤差和規(guī)則化量之和；γ是可調(diào)常數(shù)；

(1.2)定義拉格朗日函數(shù)為

拉格朗日乘子，即支持向量α_i∈R，對(duì)上式進(jìn)行優(yōu)化：

(1.3)得到支持向量機(jī)的函數(shù)為：?

式中?

(1.4)將實(shí)測值帶入(1.3)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練，可求得α，b；

(1.5)輸入未來時(shí)間段內(nèi)的預(yù)測參數(shù)獲得溫度場。

3.根根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土壩的溫控防裂監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟(2)包括以下分步驟：

(2.1)建立仿真分析模型，包括以下分步驟：

(2.1.1)有限元網(wǎng)格剖分：在分析單壩段溫度應(yīng)力時(shí)，網(wǎng)格尺寸要與計(jì)算要求相適應(yīng)，當(dāng)氣溫變化為年變化時(shí)，高度方向網(wǎng)格尺寸應(yīng)控制在0.5m左右，氣溫變化為日變化時(shí)，高度方向網(wǎng)格尺寸應(yīng)控制在0.1m左右；

(2.1.2)邊界條件確定：確定溫度邊界條件時(shí)頂面考慮地表溫度作為溫度邊界條件，側(cè)面考慮實(shí)際跳倉進(jìn)度施加散熱條件，上下游面考慮氣溫+輻射熱；確定力學(xué)邊界條件時(shí)，基礎(chǔ)邊界施加固定約束，計(jì)算壩段兩側(cè)?各取至少1個(gè)壩段為支撐壩段，靠近河床的支撐壩段封拱灌漿后施加法向約束；

(2.1.3)有限元仿真計(jì)算：按照通用的有限元仿真計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算；

(2.1.4)計(jì)算結(jié)果分析與評(píng)價(jià)：考慮到仿真分析的結(jié)果信息量過大，以包絡(luò)圖、過程線、典型時(shí)刻等值線來表示溫度場和溫度應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果，用以表示最大值的分布、何時(shí)達(dá)到最大值以及不同時(shí)刻的溫度場和應(yīng)力場；

(2.2)根據(jù)混凝土壩施工期溫度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以混凝土壩最高溫度和冷卻的n個(gè)目標(biāo)溫度作為仿真分析模型的參數(shù)反饋的參照點(diǎn)，按照誤差最小的原則擬合混凝土絕熱溫升、導(dǎo)溫系數(shù)、表面散熱系數(shù)的關(guān)鍵參數(shù)，從而提高預(yù)測精度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土壩的溫控防裂監(jiān)測方法，其特征在于，所述步驟(3)根據(jù)混凝土室內(nèi)試驗(yàn)及全級(jí)配試驗(yàn)得到的防裂性能參數(shù)來確定應(yīng)力的控制指標(biāo)及曲線，并根據(jù)不同類型的混凝土壩的不同特點(diǎn)確定最高溫度以及各冷卻階段目標(biāo)溫度以及溫度控制曲線。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土壩的溫控防裂監(jiān)測方法，其特征在于，在所述步驟(4)中在溫度控制曲線的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場施工水平和有限元仿真的敏感性分析，確定溫度控制曲線的上下限曲線，這一上下限曲線就作為實(shí)際施工中的溫度控制預(yù)警曲線。