土木工程建筑物變形的預(yù)報技術(shù)

1、土木工程建筑物變形的預(yù)報技術(shù)土木工程建筑物變形的預(yù)報技術(shù) 土木工程建筑物變形的預(yù)報技術(shù)土木工程建筑物變形的預(yù)報技術(shù) 科眾所周知,因變形體具有極其多樣和復(fù)雜的變形機理,故在實際研究當(dāng)中,為可以有效模擬、逼近以及準確提醒出變形體的變形規(guī)律和動態(tài)特征,必須運用有效模型這種研究手段,這對于災(zāi)害的防治及相關(guān)工程的設(shè)計,都有極其重要的作用?？偟目磥?處理和分析變形數(shù)據(jù)、及對各方面變形進展物理解釋和預(yù)報,這就是變形分析所涉及的主要研究內(nèi)容;據(jù)此,可把變形分為兩局部:即變形的幾何分析和變形的物理解釋。一、變形的物流解釋方法這種方法最為主要的目的就是把變形體的變形及變形的形成原因之間的關(guān)系建立起來,并對其中的變

2、形成因進展相應(yīng)的解釋,主要有以下這幾種方法:1統(tǒng)計分析法。通過回歸模型的建立,對所觀測的效應(yīng)量(變形)及原因量(影響因素)之間的相關(guān)性進展分析,來完成荷載-變形之間關(guān)系數(shù)學(xué)模型的建立。具有“后驗性質(zhì)的統(tǒng)計分析法,在當(dāng)前變形成因分析法當(dāng)中應(yīng)用得比較廣泛;因具有不確定性和多樣性,這是變形因素所固有的特性,再加上自身有限的觀測資料,故對于回歸分析建模的準確性帶來了極大的影響。對于回歸分析模型來說,其具有多種類型。2確定函數(shù)法。這種方法主要采用有限元法,通過一定的假設(shè)條件,結(jié)合變形體相關(guān)的物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì),基于應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系把荷載與變形之間的函數(shù)模型建立起來,再應(yīng)用所構(gòu)建的函數(shù)模型來對變形體在

3、一定荷載作用下可能發(fā)生的變形進展預(yù)報。這個具有“先驗性質(zhì)的函數(shù)模型,在相關(guān)物料概念方面,具有比統(tǒng)計模型來得更準確的優(yōu)勢,但也因存在著比較大的計算工作量,故對于用來計算的數(shù)據(jù)具有比較特殊的規(guī)定。3混合模型法?；诖_定性模型和統(tǒng)計模型這兩種模型而開展起來的。假設(shè)原音量與效應(yīng)量具有較明確的關(guān)系,那么進展計算以FEM,Finite,Element,Method(有限元法)為主,假設(shè)對于這類原音量:有關(guān)它們之間的函數(shù)關(guān)系,即使應(yīng)用相應(yīng)的物理理論進展計算也無法給予確定、與效應(yīng)量具有不很確定的關(guān)系,那么應(yīng)采用統(tǒng)計形式來進展分析,在此根底上再跟實際值加以擬合而把模型建立起來。例如,我國曾有學(xué)者在進展壩體形態(tài)分

4、析過程中,應(yīng)用混合模型分析法進展分析,獲得了比較理想的效果。此外,在應(yīng)用混合模型進展建筑物變形分析和預(yù)報過程中,還可應(yīng)用反分析法;這種反分析是在把系統(tǒng)識別理論進展仿效的根底上,以正分析成果為其證據(jù),來進展相應(yīng)的理論分析,通過反求來把建筑物及周圍材料的參數(shù)、相關(guān)規(guī)律及信息等向建筑物相關(guān)設(shè)計單位、施工單位進展反響,以到達對建筑物進展變形監(jiān)測的目的。二、變形的幾何分析方法1時間序列分析。相關(guān)研究說明,在變形監(jiān)測過程中,因來自于某個測點上的一系列觀測量正常會構(gòu)成一個具有離散特點的隨機時間序列,故可基于時間序列分析法來把ARMA(p階自回歸q階滑動平均模型)建立起來。相關(guān)理論說明,以趨勢函數(shù)模型+ARM

5、A或者動態(tài)數(shù)據(jù)系統(tǒng)進展組合來來完成模型構(gòu)建會獲得更好的效果,這二者(即趨勢函數(shù)模型+ARMA和動態(tài)數(shù)據(jù)系統(tǒng))將分別到達這兩個作用:第一,把非平穩(wěn)相關(guān)序列向平穩(wěn)相關(guān)系列進展轉(zhuǎn)變;第二,有關(guān)隨機動態(tài)系表達式的尋求過程可通過建模來進展處理;由于系統(tǒng)輸出的特征及狀態(tài)均集中在模型參數(shù),故可對變形成因進展解釋,在此根底上再對建筑物的變形進展預(yù)報。假設(shè)考慮到粗差所帶來的影響,那么可把穩(wěn)健時間序列分析法加以引入,并完成模型的構(gòu)建;假設(shè)時間序列屬于比較小的數(shù)據(jù)量,那么進展建?？蓱?yīng)用灰色系統(tǒng)理論來操作,以累加生成法來加工原始數(shù)據(jù),使其變成生成數(shù)列,以到達誰繼續(xù)減弱、規(guī)律性增強的良好效果。在進展時序分析過程中,通常

6、先對單測點進展分析,假設(shè)能以多點關(guān)聯(lián)變形分析法來對各測點之間的相關(guān)性進展分析,那么對建筑物的監(jiān)測分析和預(yù)報將獲得更好效果。2頻譜分析法。對于變形時間序列,假設(shè)具有周期性變化特征,諸如大壩的程度位移就具有一定的周期性特征,那么可應(yīng)用Fourier(付立葉)變換把時域信息向頻域進展轉(zhuǎn)化并加以分析,在此根底上,把各個諧波頻率的振幅計算出來,并把最大振幅所對應(yīng)的主頻確定出來,這樣就可完成變形變化周期確實定。假設(shè)輸出為測點的變形,輸入為跟測點有關(guān)的環(huán)境量,通過估計頻率響應(yīng)函數(shù)、響應(yīng)譜函數(shù)及其相關(guān)的函數(shù),就可把輸出與輸入之間的相關(guān)性求得出來,以此把對變形產(chǎn)生影響的主要因子找出來,從而可對建筑物的變形成因進

7、展相應(yīng)的物理解釋,在此根底上并對建筑物的變形進展相應(yīng)的預(yù)報。3小波分析法。科學(xué)的開展,促使了自然、社會等多學(xué)科的互相穿插,從而形成了小波理論這一多學(xué)科穿插結(jié)晶,在當(dāng)前被廣泛應(yīng)用于各種工程和科研之中;應(yīng)用這種分析方法,可在時頻域局部信號中完成有效信息的提取,再運用離散小波變換來進展分解和重構(gòu)變形觀測數(shù)據(jù),這樣就把誤差進展有效別離,能對局部變形特征及整體變形趨勢進展更好的反映和表達。相比于付立葉變換,可發(fā)現(xiàn)小波分析法與之較為相似,有關(guān)周期性的變形,應(yīng)用小波變換同樣可進展準確探測;在動態(tài)變形分析中,假設(shè)采用小波分析法,那么可把基于小波的多分辨卡爾曼濾波模型成功地構(gòu)造出來,為土木工程建筑物的變形分析及預(yù)報提供了良好的條件。三、完畢語總之,進展土木工程建筑物變形分析和預(yù)報,這是一項相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程;總結(jié)和歸納變形分析在各種土木工程建筑物所進展的大量理論及所獲得的研究成果,在此根底上,進一步對土木工程建筑物變形分析與預(yù)報技術(shù)進展更為深化的研究和總結(jié),