国家自然科学基金项目（51769017、51969018）

针对现有碾压混凝土坝温度场预警多是基于单个测点进行分析这一不足,提出了利用多测点综合信息预警的模式和方法。采用概率原理对温度监测值的有序度和无序度进行了定义,基于投影追踪法,确定了各测点的权重分布;根据温度场有序到无序的演变规律,结合有序度和测点权重分布,构建了能描述碾压混凝土坝温度场有序性的权重熵;借助典型小概率原理,提出了碾压混凝土坝温度场预警准则。实例分析表明：权重熵的变化规律与温度实测值变化规律相吻合,从而验证了该方法的可行性和有效性。     

考虑混沌成分影响的高边坡位移监控预测模型

高边坡系统演化过程表现出复杂的非线性动力学特性。有效分离去除噪声,考虑混沌成分对测值序列整体数值特征的影响,是提高高边坡位移监控模型拟合和预测精度的关键问题之一。在对高边坡位移与影响因素相关分析的基础上,基于高边坡系统演化过程中的非线性动力学特性,组合应用相空间重构、小波分析等数值分析手段,研究了高边坡混沌特性提取的实现方法,探讨了考虑混沌成分影响的位移构建原理与算法。该模型重点依据实时监测资料,考虑的是包含混沌成分的动力系统特性,因而可以有效提高监控模型的拟合和预测精度。     

碾压混凝土坝空间渗流安全监控模型研究

坝体、坝基中的渗流观测点所观测的仅仅是该测点及其附近部位的渗流状况,并不能很好地反映作为空间场形式存在的大坝整体渗流,因此,以渗流水头监测量为研究对象,分别考虑本体和层面水压分量的影响,建立能综合反映大坝渗流空间特性的碾压混凝土坝空间渗流安全监控模型.通过实例证明,该模型具有较高的精度,对碾压混凝土坝渗流监控和预警都有重要的意义.     

基于高边坡位移突变的安全监控模型

高边坡受爆破、地震等强外界作用时,位移监测值会出现明显跳跃。有效辨识测值突变位置,消除或削弱位移突变对测值序列整体数值特征的影响,是提高高边坡位移监控模型拟合和预测精度的关键问题之一。基于高边坡系统演化过程中的非线性动力学特性,应用相空间重构、云模型等数值分析手段,研究了高边坡位移突变辨识等的实现方法;在对高边坡位移与影响因素相关分析的基础上,探讨了考虑动力学结构突变影响的位移预测模型构建原理与算法。该模型重点依据最近一次位移突变后的监测资料,考虑了突变后形成的相对稳定的高边坡动力系统特性,因而可以有效提高监控模型的拟合和预测精度。     

高碾压混凝土坝层面稳定分析方法研究

碾压混凝土坝在结构上具有明显的成层状,水平层面是影响碾压混凝土坝强度、稳定和渗流的关键部位.随着碾压混凝土坝筑坝高度的增加,沿层面的抗滑稳定越来越受到重视.针对碾压混凝土坝的结构和施工等特点,详细分析了引起层面失稳破坏的各个影响因素,并对层面各种失稳破坏形式的判据做了分析研究,提出了采用等比例降参数强度储备和非线性有限元相结合的方法,对碾压混凝土重力坝的渐进破坏过程、破坏机理和极限承载能力进行了探讨和研究.     

考虑多重共线性影响的特高拱坝时空监控模型

为了解决特高拱坝时空监控模型中因子数目众多、因子之间存在多重共线性以及各测点之间存在空间关联性的问题,基于大坝变形原型监测资料,采用核独立分量分析(KICA)方法提取独立分量,将多个测点信息转化为少数几个综合指标;将提取的独立分量代入利用灰狼优化(GWO)算法优化的支持向量机(SVM)模型,对特高拱坝空间测点进行回归预测,构建了KICA-GWO-SVM特高拱坝时空监控模型。工程实例分析结果表明,KICA-GWO-SVM特高拱坝时空监控模型与多元回归模型、BP模型及SVM模型相比,其非线性表达能力强且性能良好,能够降低多重共线性对大坝变形监测的影响,对特高拱坝变形序列的拟合与预测精度高,可以更加准确全面地表征大坝整体的时空变形性态。     

基于奇异谱分析与PSO优化SVM的混凝土坝变形监控模型

针对混凝土坝自动化变形监测数据存在噪声成分,且变形与环境影响因素间呈现出复杂的非线性关系等问题,提出了基于奇异谱分析(SSA)与粒子群算法(PSO)优化支持向量机(SVM)的混凝土坝变形监控模型。模型利用SSA对实测变形进行分解,提取其蕴含的趋势与周期性成分并对变形加以重构;在此基础上,采用基于PSO优化的SVM对重构变形与环境影响因素间复杂的非线性函数关系进行挖掘。实例验证结果表明,该模型具有较好的拟合与预测精度,可以有效地挖掘实测变形蕴含的数据特征,减小噪声成分对建模精度的影响,具有一定的工程应用价值。     

改进GM(1,1)模型在土石坝沉降预测中的应用

GM(1,1)模型在拟合和预测施工期土石坝沉降的过程中,精度会受施工加快、荷载急剧增加、降雨等多种因素的影响而降低。而新陈代谢GM(1,1)模型考虑了不断进入系统的扰动因素,精度有一定程度的提高。在新陈代谢模型的基础上,通过改进背景值的计算方法而使拟合和预测精度进一步提高。通过算例验证了改进的新陈代谢GM(1,1)模型的有效性。     

基于混沌理论和突变诊断的高边坡变形预测模型

高边坡系统的演化过程表现出复杂的非线性动力学特性,由于边坡经常受到外界因素的扰动,而使整个监测资料时间序列具有以突变点为分界的跳跃性,因此,有效辨识测值突变位置,是提高高边坡位移监控模型拟合和预测精度的关键问题。组合应用相空间重构、云模型和最大Lyapunov指数等数值分析手段,研究了高边坡位移突变辨识的实现方法,探讨了考虑动力学结构突变影响的位移预测模型构建原理与算法。由于该模型依据最近一次位移突变后的监测资料,着重考虑突变后相对稳定的高边坡动力系统特性,因而可以有效提高监控模型的拟合和预测精度。以某水电工程为例,论证了利用该方法进行高边坡监测的有效性与准确性。     

剪应力互等定理在碾压混凝土重力坝应力计算中的应用

通过对碾压混凝土结构特性的分析和研究,在建立有限元等效模型的基础上,提出了求解碾压混凝土坝层间应力的方法,很方便地模拟坝体层面的连续、滑移以及开裂等工作状态.通过实际工程的计算,验证了此方法的实用性.