【摘要】：沿海省份水閘數(shù)量較多,由于特殊的地理位置和自然條件,較多的水閘不得不建于軟基或砂基上,使得水閘病害更容易發(fā)生,尤其是由于不均勻沉降、泥沙掏空等導(dǎo)致的水閘底板脫空病害問題更為突出;目前還沒有完善的檢測方法和手段能對水閘底板脫空這類水下部分的病害進行有效的診斷;因此,研究水閘底板脫空的機理并對水閘底板脫空范圍進行反演識別能為水閘的安全檢測提供一種新的無損動態(tài)檢測方法,全面提高水閘運行的安全性和可靠性。(1)為建立符合工程實際的單孔水閘模型,需充分調(diào)研軟土地基上所建水閘的結(jié)構(gòu)特點,并收集某一實際水閘的相關(guān)資料為建立有限元模型提供依據(jù)。本文先分析導(dǎo)致脫空的原因,對水閘底板脫空的區(qū)域進行參數(shù)化控制和分類。再對底板無脫空和部分脫空情況下的模態(tài)進行分析,總結(jié)出底板脫空對結(jié)構(gòu)振型的影響,能為后續(xù)判斷脫空類型提供指導(dǎo)。(2)本文借助響應(yīng)面理論擬合水閘的模態(tài)數(shù)據(jù)與底板的脫空參數(shù)間的關(guān)系,即為解決有限元模型計算效率低的不足而用擬合好的響應(yīng)面模型取代有限元模型。借助改進的以水閘模態(tài)信息為目標函數(shù)的遺傳算法對不考慮地基處理的單孔水閘底板單側(cè)脫空和多側(cè)脫空的脫空范圍進行反演。(3)考慮到在軟土地基上建閘對地基處理的要求,通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)樁基礎(chǔ)處理最常見、最通用;本文基于ANSYS軟件建立樁基礎(chǔ)水閘模型,對樁基礎(chǔ)水閘在底板無脫空和部分脫空的情況下進行模態(tài)分析,并和不考慮樁基礎(chǔ)水閘的模態(tài)進行對比,分析模態(tài)差異的原因。同樣借助響應(yīng)面理論擬合出樁基礎(chǔ)水閘的模態(tài)數(shù)據(jù)和底板的脫空參數(shù)之間的關(guān)系,即建立響應(yīng)面模型以取代有限元模型,借助改進的以水閘模態(tài)信息為目標函數(shù)的遺傳算對樁基礎(chǔ)實體水閘底板單側(cè)脫空和多側(cè)脫空的脫空區(qū)域進行反演識別研究,并簡單分析測點位置對識別結(jié)果的影響。數(shù)值模擬分析表明,遺傳算法目標函數(shù)中信息量的多少對識別結(jié)果產(chǎn)生決定性的影響;對于無樁基礎(chǔ)水閘的單側(cè)和多側(cè)脫空,本文方法能很好的指示閘基脫空區(qū)域。對于樁基礎(chǔ)水閘的脫空區(qū)域識別,亦能識別大致脫空區(qū)域,但精度較無樁基水閘偏低,可通過測點位置優(yōu)化提高識別精度。
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TV66;TV223

【參考文獻】

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本文編號：2549532