混凝土温度特性参数反分析及其应用

建立混凝土温度场材料特性参数反演分析模型，并用有限单元法仿真计算和可变容差法编制了优化反演计算程序。数值算例表明该算法是稳定的，收敛速度较快，并给出具体在建工程实例的应用情况。通过现场温度观测值，进行优化反演计算得到混凝土的有关特性参数，进而将反演计算结果应用于工程施工的反馈分析，更好地使数值分析服务于工程建设。     

凝土温度特性参数反分析及其应用

建立混凝土温度场材料特性参数反演分析模型,并用有限单元法仿真计算和可变容差法编制了优化反演程序。数值算例表明该算法是稳定的,收敛速度较快,并给出具体的在建工程实例的应用情况。通过现场温度观测值,进行优化反演计算得到混凝土温度的有关特性参数,这将成为部分或全部替代仅靠实验室选取参数的行之有效的途径之一。     

带有冷却水管的混凝土温度场热学参数反演

由试验或经验公式求得的混凝土温度场计算参数，往往和施工现场实际参数有较大出入，给温度场仿真计算精度带来了不利影响。为此，研究了一种温度场计算参数的优化反演方法。根据实测温度资料，在考虑水管冷却效果的混凝土温度场有限元计算程序基础上，结合数学上的优化方法——复合形法，进行了混凝土温度场热学参数的反演。对三峡右岸地下电站引水洞衬砌混凝土热学参数反演的结果表明，此法是可行的。     

反分析混凝土温度热学参数的遗传算法

要精确仿真计算混凝土结构的温度场和应力场,必须首先确定混凝土热学参数。室内试验测得的热学参数不能准确反映工程的实际情况,给计算带来误差,且试验代价较大。因此,探索一种既实用又准确的分析方法具有重要意义。文章基于达尔文生物进化论的遗传算法对混凝土温度特性参数进行反演分析。该法借助于数学优化理论和数值计算确定混凝土多个热学参数,具有简单通用、适应性强等优点。     

基于实测资料的碾压混凝土拱坝温度应力反演反馈分析

在拱坝的温度应力仿真计算中,混凝土材料特性参数直接关系到数值计算结果的准确性.为了提升仿真计算的真实性,需对混凝土热力学参数进行反演分析.依托某碾压混凝土拱坝,借助三维有限元程序,基于工程现场监测资料,采用回归分析的最小二乘法对混凝土的热学参数进行反演分析.结果表明,反演得到的热学参数能较好地反映工程现场实际.在此基础上,对碾压混凝土拱坝全坝全过程施工期温度和应力进行仿真分析,跟踪反馈拱坝真实温度分布和受力特性.该研究成果可以指导工程现场施工,并对类似工程具有一定参考价值.     

基于模态观测的混凝土坝反演分析

本文研究了使用不完全模态观测数据识别混凝土坝分区弹模的问题，建立了材料参数识别的优化反演模型和求解方法。利用数据误差条件下的不完全模态观测数据，将先验知识作为经验约束引入参数反演计算，在正则化意义下提出了大坝振动参数反演的计算模型。根据已建立的材料参数反演模型，引入具有全局收敛特性的模拟退火-单纯形法进行混凝土坝分区弹模反演求解。数值模拟结果显示，利用结构的一阶不完全模态数据，采用本文方法进行混凝土坝反演计算，即使在数据误差的条件下，仍然可以在一定噪声水平下得到满足工程要求的反演解答。     

基于光纤传感技术的低热水泥混凝土温度监测及热学参数反演

利用分布式光纤传感技术对低热混凝土试验仓内部温度进行实时在线监测,据此建立混凝土浇筑仓三维有限元温度场仿真模型,对低热混凝土热学参数进行优化反演,并利用反演热学参数预测混凝土温度。结果表明,预测温度与光纤实测温度吻合较好,反演结果可信。     

基于可变容差法碾压混凝土坝温度场反分析研究

大体积混凝土温度计算模型和热学参数的准确性直接影响温度场仿真计算的成败,而精确地进行温度计算所需的一些材料参数往往不易直接测得,需要根据一些易测得的量进行反求。基于三维瞬态温度场有限元求解理论与反问题理论,建立了混凝土三维瞬态温度场反问题求解数值模型。运用可变容差法寻求非线性反演问题全局最优解,只需要若干点的温度实测值便可实现混凝土多个热学参数如绝热温升、导温系数及表面放热系数等的同时反演,算例对该反演方法的反演精度及数值稳定性给出了满意的证明。     

碾压混凝土坝热学参数反演

在碾压混凝土重力坝温度场计算中，混凝土热力学参数对计算结果的准确性影响较大。针对碾压混凝土坝热学参数难以直接量测等问题，将灰狼优化算法引入到碾压混凝土坝热学参数的反演中。结合某碾压混凝土重力坝具体算例，介绍灰狼算法的具体实施步骤。结果表明，灰狼优化算法收敛效率很高，只需要较少的迭代步数便可以取得最优解，克服了传统试验方法试验工作量大且精度不高的问题。基于灰狼算法的碾压混凝土坝热学参数反演模型准确易行，可为其余碾压混凝土重力坝工程确定混凝土热学参数提供借鉴，提升混凝土温度场计算精度，从而制定更有效的温控防裂措施。     

基于光纤测温的大体积混凝土热学参数反演分析

光纤测温是利用分布式光纤对混凝土内部温度进行全自动化监测的过程。为了确定大体积混凝土的热学参数,基于某在建大坝内部埋设的分布式光纤测温值,运用三维有限元仿真分析和反分析优化设计中的单纯形法,对已浇筑块混凝土热学参数进行反演分析,然后根据所获得的反演参数进行新浇筑仓温度预报。分析表明,基于反演热学参数的计算温度与实测温度吻合较好,反演所得参数可靠,对指导现场施工具有参考价值。     

大体积混凝土导热系数反演分析

大体积混凝土的温度场计算一直是坝工混凝土设计和研究的重点。在分析坝体混凝土温度场时,不仅需要坝区的气温、水温资料,还需要知道坝体混凝土的热力学参数。介绍了大体积混凝土导热系数的反演分析原理和方法。结合江垭混凝土重力坝原型温度资料,利用最小二乘法原理建立数学模型,计算出该大坝大体积混凝土的导热系数。计算结果和实验室数据很接近,表明反演分析方法是可信的。利用反演分析得到的导热系数,一方面可对已建工程进行实际安全度的评价;另一方面能对在建工程的设计、施工进行优化。具有一定的科学价值和广泛的应用前景。     

宝应泵站流道混凝土施工期温度场的反分析

在三维非稳定温度场有限元仿真计算程序的基础之上,根据宝应泵站施工现场的实测资料,运用遗传算法对泵站泵送混凝土的热学参数进行反演分析,得到表征材料热学特性参数;然后根据反演结果以及实际施工情况对全计算域进行反馈分析.结果表明,计算值和实测值比较接近,误差很小,很好地反映了施工期混凝土实际的温度变化过程,可指导实际施工.     

基于CM-AFSA算法的碾压混凝土坝热学参数反分析

针对通过试验得到的碾压混凝土坝热学参数偏离实际的问题,引入人工鱼群算法并利用云模型理论对其进行优化,将改进得到的CM-AFSA算法用于碾压混凝土坝热学参数反演中。结合某碾压混凝土坝实测资料,将算法通过MATLAB软件编程,反演其热学参数,并利用反演出的热学参数进行温度场的正演算,将得到的温度计算值与实测资料中的真实值进行对比,结果表明,两者的拟合程度很高,说明CM-AFSA算法在碾压混凝土坝热学参数反演中具有较好的适应性。     

基于交叉全局人工蜂群算法的拱坝热学参数反演分析

拱坝施工期温度受到气温、冷却通水、表面保温等因素影响,热学参数实际值与室内试验测值之间存在较大误差。通过分布式光纤测温技术获取的温度数据和人工蜂群智能优化算法对混凝土热学参数进行识别,实时获取混凝土热学参数变化规律。对于在寻找函数最优值时传统的人工蜂群算法存在求解速度慢、容易陷入局部最优等问题,通过引入全局最优解,并与遗传算法中的交叉操作相结合建立了引入交叉算子的全局人工蜂群优化算法。考虑冷却水管多档通水和外界气温等因素,将改进的全局人工蜂群算法应用于白鹤滩拱坝热学参数反演,分析结果表明基于改进全局人工蜂群算法反演计算的混凝土温度与实测值吻合较好,改进全局人工蜂群算法在拱坝热学参数反演中具有较好的适应性。     

基于快速模拟退火算法的混凝土热学参数反演分析

就混凝土温控防裂的复杂问题,需要进行参数反演识别,进而开展施工反馈研究,调整温控防裂方法,指导工程混凝土的现场施工。混凝土热学参数反演问题可作为一个优化问题,经比较模拟退火优化算法能够在混凝土热学参数识别的反演计算中得到相对快速的收敛解。针对此开发了计算程序并在一实际水闸工程的施工中进行了成果的应用,使16孔的水闸工程在严寒季节中顺利建成,且没有出现裂缝。     

温度监测层数对坝体线膨胀系数反演影响

以函数拟合法、温度位移基本原理以及应用相关的数学计算方法进行分析解释坝体混凝土线膨胀系数的调整参数与反演的线膨胀系数出现一定差异呈现一定的规律性并通过实例计算予以验证。得出随着温度监测层数的增多,所反演得出的坝体混凝土线膨胀系数逐渐趋近真值,该结论对坝体材料性态参数的综合分析以及大坝相关方面安全评价具有参考价值。更多还原     

碾压混凝土坝等效黏弹性参数反演

根据碾压混凝土坝的成层结构特性,将层面影响概化到整个坝体中,将碾压混凝土坝视为横观各向同性体,建立了碾压混凝土坝等效黏弹性模型。根据位移实测资料,采用偏最小二乘法建立位移统计模型,分离水压分量和时效分量,建立反演碾压混凝土坝双向异性黏弹性参数的目标函数,并利用混沌遗传算法对黏弹性参数进行反演。工程实例中,将反演得到的黏弹性参数作为已知值,计算测点在相应时间段变形的水压和时效分量之和,并与分离出的实测值进行对比,结果表明:计算值与实测值比较接近,说明反演方法是正确、可行的。     

基于神经网络模型的某大坝混凝土弹性模量时变规律反演分析

基于人工神经网络的非线性映射特性，在三维有限元计算的基础上，结合大坝原型观测资料，提出了大坝参数时变规律的反演方法。以某混凝土重力坝的原型观测资料为例，利用该方法反演得出了该坝坝体混凝土弹性模量的变化规律。结果表明该方法是切实可行的，可应用于分析评价大坝材料参数的变化。     

基于保温试验的薄壁混凝土等效放热系数反分析方法

【目的】采取保温措施是保证混凝土温差不超标的主要温控措施之一。其中准确的表面放热系数计算公式是获取保温参数的主要途径。【方法】基于混凝土等效放热系数计算基本公式，充分考虑风速、温度、湿度、粗糙度、黏结面积等边界影响因素，分析上述因素对保温参数的影响规律，解析计算考虑各项边界影响因素的保温参数求解关系式。同时，基于多个船闸闸室底板的温度监测数据对覆盖不同保温材料的混凝土等效放热系数进行反演分析，对比分析传统计算公式、改进后公式与实测反演结果。【结果】结果显示，提出的考虑各个边界条件影响因素的等效放热系数求解公式获取的结果与实际反演较为一致，可以应用在设计施工阶段确定不同边界条件下保温参数的精确求解，【结论】研究成果可以为混凝土温控防裂提供专业技术支撑。     

基于改进鲸鱼优化算法的重力坝变形参数反演

针对利用位移实测资料对大坝坝体和基岩的变形力学参数进行优化反演时存在效率低、精度差等问题,通过对鲸鱼优化算法进行并行化改进,并引入权重因子,结合有限元计算,提出一种基于改进鲸鱼优化算法的力学参数反演方法。利用该方法对某混凝土重力坝坝体和基岩弹性模量进行反演,并与粒子群算法的反演结果进行比较。结果表明:在相同迭代次数的情况下,改进的鲸鱼优化算法比粒子群算法耗时更少,且反演得到的坝体、基岩力学参数比粒子群算法得到的更为准确。表明利用多核处理器对该方法进行并行计算,可大幅度缩短计算时间。基于改进鲸鱼优化算法的力学参数反演方法具有搜索能力强、收敛速度快和精度高等特点,合理可行,可推广应用于混凝土拱坝等其他坝型的力学参数反演。