基于环境激励的平原水库动力特性及动弹模反演研究Ambient excitation-based inversion study on dynamic characteristics and dynamic elastic modulus of embankment for plain reservoir
饶为胜,杜成斌,孙立国,钱向东
摘要(Abstract):
南水北调东线工程双王城水库为一典型的平原水库,基于环境激励下现场振动测试的实测数据,运用协方差驱动的随机子空间法并结合稳定图研究了双王城水库的动力特性,采用遗传算法进行了水库堤坝动弹性模量的反演分析。模态识别结果表明,双王城水库典型断面处基频范围为1.86~2.98 Hz,阻尼比范围为1.43%~3.67%,频率识别的阶次与环境激励的大小呈正相关趋势。反演结果表明,遗传算法联合ABAQUS软件可以高效地进行结构的参数反演,基于多方向实测频率联合反演的精度要高于单方向。对比依据多方向实测频率反演结果计算得到的频率值与实测值可以发现,各断面第一阶频率的误差均在4%以内,证明了反演分析结果的正确性。因此,模态识别成果和参数反演结果可以为类似平原水库的动力分析提供参考。
关键词(KeyWords): 环境激励;平原水库;动力特性;现场测试;遗传算法;参数反演
基金项目(Foundation): 国家科技支撑计划项目(2015BAB07B10);; 国家自然科学基金项目(51579084,11372098);; 江苏省水利科技基金项目(2015030,2016017)
作者(Author): 饶为胜,杜成斌,孙立国,钱向东
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2018.01.014
参考文献(References):
- [1]李飒,刘松良,要明伦,等.地震作用下渗流对平原水库土石坝稳定的影响[J].岩石力学与工程学报,2008,27(4):858-864.
- [2]刘小生,刘启旺,王钟宁,等.黑泉水库面板坝大型振动台模型试验[J].水利规划与设计,2007(5):30-33.
- [3]HWANG J H,WU C P,WANG S C.Seismic record analysis of the Liyutan earth dam[J].Canadian geotechnical journal,2007,44(11):1351-1377.
- [4]王燕,杭晓晨,姜东,等.协方差驱动随机子空间的Toeplitz矩阵行数选择方法[J].振动与冲击,2015,34(7):71-75.
- [5]丁晓唐,赵辉,王振兴.泵房结构动力参数反演的模型分析[J].河北工程大学学报(自然科学版),2016,33(2):10-14.
- [6]丁晓唐,王振兴,赵辉.考虑流固耦合的渡槽结构动力参数反演[J].水电能源科学,2015,33(5):80-82.
- [7]吴成滨,林川,曾树元,等.基于改进果蝇算法的危岩体弹性模量反演计算[J].水利水电技术,2016,47(10):115-118.
- [8]刘宇飞,辛克贵,樊健生,等.环境激励下结构模态参数识别方法综述[J].工程力学,2014,31(4):46-53.
- [9]郑茂军,董卫国,张明.东周水库大坝抗震安全性与加固研究[J].水利建设与管理,2006(1):60-62.
- [10]楼梦麟,林皋.层状地基对土坝振动模态特性的影响[J].大连工学院学报,1985,24(4):59-66.