[发明专利]基于频率误差的混凝土重力坝强震损伤部位快速识别方法

摘要

本发明公开了一种基于频率误差的混凝土重力坝强震损伤部位快速识别方法，适用于混凝土重力坝的强震损伤部位识别。本发明提出的损伤部位识别方法能有效反映不同损伤部位条件下混凝土重力坝的频率特征，可快速、准确地识别强震作用下大坝损伤部位。该方法操作简单，无需采用损伤探测仪，只需获得强震作用后的大坝各阶自振频率即可快速识别强震损伤部位，具有广泛的适用性。

主权项

一种基于频率误差的混凝土重力坝强震损伤部位快速识别方法，其特征在于包括如下步骤：(1)通过有限元或理论求解方法，得到混凝土重力坝损伤前的各阶自振频率ω_i，其中i代表第i阶自振频率，i＝1,2,…,n；基于混凝土重力坝强震典型失效模式，假定损伤位于大坝强震典型失效模式下各强震典型损伤部位，计算大坝存在假定损伤时的各阶自振频率ω′_i,j，其中j代表混凝土重力坝各强震典型损伤部位，其中j＝1,2,…,m；(2)利用公式计算损伤前后的各阶频率变化量；(3)求出各阶频率变化量中的最大值Δ_max,j＝max_{i＝1,2,…,n}Δ_i,j，按公式对各阶频率变化量Δ_i,j进行归一化处理，得各强震典型损伤部位的各阶频率归一化频率变化量N_i,j，即求出了该强震典型损伤部位的频率特征S_j＝(N_1,j,N_2,j,…,N_i,j,…,N_n,j)；通过以上步骤，建立混凝土重力坝各强震典型损伤部位的频率特征数据库；(4)真实强震引起大坝损伤后，通过监测由泄洪或人工爆破方法引起的大坝振动，获得损伤后的各阶自振频率ω′_i，并计算存在该未知损伤时的频率特征S＝(N₁,N₂,…,N_i,…,N_n)；(5)基于频率误差，将存在该真实损伤时的频率特征S与数据库中各强震典型损伤部位的频率特征S_j进行对比，识别损伤位置；频率误差为$e_j=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{(N_i-N_{i,j})}^2$e_j越小表明存在此未知损伤时的频率特征与第j个强震典型损伤部位的频率特征越相似，即第j个强震典型损伤部位为实际损伤部位的可能性越高；若该损伤部位与各强震典型损伤部位频率误差的最小值为e_min＝e_r，则表明第r个强震典型损伤部位为实际的损伤部位。