BOTDR分布式光纤传感器及其在结构健康监测中的应用

分布式光纤传感器与传统的传感器相比具有很大的优越性,已经成为传感器领域的研究热点。其中,基于布里渊散射原理的布里渊光时域反射计(BOTDR)是一个重要的发展方向。本文在介绍了BOTDR的测量原理的基础上,设计了一个钢筋的三点弯试验,由BOTDR检测钢筋的上、下表面的应变分布,通过与有限元计算结果的对比,说明了BOTDR可以比较真实地得到结构物的应变分布,将BOTDR用于结构变形的健康监测是完全可行的。     

不同水环境下高分子材料改性粉土的试验研究

针对粉土的不良工程特性,采用高分子材料对粉土进行改性。通过无侧限抗压强度、干密度与含水率的变化曲线确定其最优含水率;对最优含水率的改性粉土进行渗透试验、毛细水上升试验、抗冲刷试验以及干湿循环作用下强度特性试验。研究表明：①改性粉土渗透系数得到了明显的降低;②改性粉土毛细水作用得到了明显改善,毛细水作用的上升高度大幅度降低;③随降水时间的延长,试样质量损失呈递增的变化规律,但递增量很小,表明改性粉土有较好的抗冲刷能力;④随干湿循环次数的增加,强度衰减较弱,破坏应变与最大应力变化很小;⑤土经高分子材料改性后,有较好的水稳定性,适于粉土地区高速公路建设中,作为路基填土使用。     

相空间神经网络模型在大坝安全监控中的应用

本文将混沌理论和神经网络理论相结合，并针对某一混凝土重力坝水平位移实测值建立相空间模糊神经网络预报模型。首先对水平位移的实测序列，进行相空间重构，求算关联维，说明该序列存在混沌成分和奇异吸引子；应用自适应模糊神经网络，对水平位移实测序列构成的相点，建立相空间神经网络模型。计算结果表明，相空间神经网络模型用于大坝监控中是可行的，其预报精度优于常规的统计回归模型，能揭示大坝的非线性性质，能更好地对大坝运行性态进行分析。     

主成分神经网络模型在大坝观测资料分析中的应用

在大坝观测资料分析中，各因子间常存在不同程度的相关性，这种相关性有时会对分析效果产生较大的影响；另外，通常的回归模型为线性模型，难以精确反映一般为非线性函数的因变量的变化规律。针对上述问题，本文将主成分分析和模糊神经网络相结合，建立大坝观测数据的主成分模糊神经网络模型，经实例计算，该模型的预报精度较高。     

偏最小二乘回归在大坝安全监控中的作用

针对统计回归计算中出现的水压因子难以入选和入选以后计算结果不合理的困难，本文应用偏最小二乘回归建立坝顶水平位移的统计模型。计算结果表明，相对于逐步回归和多元回归，基于偏最小二乘法的回归模型，取得较合理的结果。     

南京地铁基坑支护结构的MSD综合刚度及变形预估研究

在Clough综合刚度的基础上,提出了改进的深基坑支护结构MSD综合刚度.在考虑围护结构、支撑体系与场地土层条件下,分析了不同工程地质条件下南京地区地铁车站深基坑支护结构综合刚度特性,建立了深基坑综合刚度与围护墙最大侧移的经验公式.结果表明:改进的MSD综合刚度可以较好地反映不同地质条件下基坑支护结构的整体变形特性.基坑围护结构最大侧向变形与综合刚度呈递减函数关系,当综合刚度增大到一定值后,其变形值趋于恒定.采用该方法预估了南京地区地铁深基坑的围护结构最大侧移,计算结果与实测值吻合度较好,表明经验公式可用于预估相似地基上的深基坑最大侧移.     

水工混凝土结构裂缝的稳定性分析

对于带缝运行的水工混凝土结构,裂缝的稳定性直接关系到整个结构的安全状况.针对水工混凝土结构中裂缝扩展的稳定性问题,主要从断裂力学的角度,以缝端应力强度因子为特征参数,结合某重力拱坝,讨论了裂缝稳定性随水压、温度以及二者的不同组合的演变过程,分析了裂缝的转异特征.对该重力拱坝,水位对应力强度因子的影响较小,裂缝的稳定性主要受温度变化的影响.低温较低水位对裂缝的稳定最为不利,高温低水位对裂缝的稳定性也有一定的影响.还讨论了裂缝的时间效应和转异特征.     

膨胀土-光纤界面力学性质试验

通过室内光纤拉拔试验,分别研究不同影响因素(土体干密度、土体含水量和土体上覆压力)下膨胀土-光纤界面的力学特性。试验结果表明,各组膨胀土光纤界面的位移-拉力曲线具有相似的规律,即拉力随位移先线性增大至峰值,然后逐步降低,最后趋于稳定。基于描述光纤-膨胀土界面位移-拉力的3段式拉拔模型分析得出,在相同条件下,光纤土体界面剪切强度与土体干密度、上覆压力成正相关,与土体含水率成负相关。     

基于模糊聚类的神经网络模型及其在渗流分析中的应用

本文采用模糊聚类理论方法对因子集进行模糊聚类 ,然后利用神经网络的方法建立样本因子集类别变量特征值与样本观测值之间的预测模型 ,提出了将模糊聚类、模糊模式识别以及神经网络三者有机结合的预测理论。并通过某大坝渗流计算实例对传统的统计预报模型和基于模糊聚类的神经网络预测模型进行了比较 ,结果表明后者的预报精度比前者要高。     

基于GIS的FBG监测数据管理系统的研究

FBG是一种新型光纤传感监测技术,其高精度、实时性、长距离、远程监控等特点,已逐步应用到各种实际工程监测中。为对FBG监测数据进行管理,采用GIS控件Map Objects嵌入Visual Basic进行二次开发的方法,编制一套基于GIS的FBG监测数据管理系统。讨论了系统的设计要求,并结合某基坑FBG监测工程实例,开发了一套相应的监测数据管理系统。该系统让监测数据显示更加清晰直观,实现了FBG监测数据多途径的统计查询与制图方法,是一个智能化分析的多功能管理体系。