混凝土壩應力應變觀測資料分析及軟件研制.pdf

1、大壩從種類上分有土石壩、混凝土重力壩、混凝土拱壩等,然而每一種壩由于監(jiān)測項目和監(jiān)測目的的不同,采集的數(shù)據種類也不盡相同,因此數(shù)據分析模型也不盡相同。雖然大壩觀測資料分析技術層出不窮,但是目前我們很難找到一個具體的分析某一類型的大壩監(jiān)測數(shù)據的專用軟件。因此,本文將在總結現(xiàn)有大壩觀測資料分析方法,尤其是混凝土壩應力應變觀測資料分析方法的基礎上,研制一套應力應變觀測資料分析軟件。
　　 應力應變觀測是研究工程工作狀態(tài)以及估計工程安全狀

2、況的重要方法之一。但由于混凝土不僅有自由體積變形,而且在長期應力作用下,還產生徐變變形,所以不能直接用彈性應力應變關系計算混凝土的實際應力,必須研究混凝土自由體積變形和徐變變形對應力的影響。本文的工作內容如下:
　　 ①混凝土的變形及應力分析
　　 混凝土內一點的總應變包含兩個部分:一部分是外力和內部約束力引起的應變稱為應力應變;另一部分是自由體積變形引起的應變,稱非應力應變。計算應力所用的應變應為從總應變中減去非應力應

3、變,才是產生應力的應變。
　　 自由體積變形是不受外力作用的混凝土,其體積將由于溫度和濕度的變化以及水泥的水化作用而不斷地變化而產生的變形,它包括三部分,即混凝土自生體積變形,混凝土溫度變形以及混凝土濕度變形。這種變形可以由無應力計測量出來。
　　 ②應力應變觀測及資料的誤差處理
　　 觀測值除含有測讀誤差和量測設施的系統(tǒng)性誤差外,不可避免地還含有外界因素引起的波動。后者往往大于測讀誤差,并難以預知和控制。這種波

4、動有時包括某些次要因素擾動變化的影響。如果直接引用上述個別測值作為分析依據,可能會掩蓋或歪曲數(shù)據的實際變化規(guī)律。由于這類波動對觀測序列而言一般表現(xiàn)為隨機性或偽隨機性,在將測值提供應用之前可通過合適的誤差處理方法予以削弱,使處理后測值比較符合觀測序列的整體規(guī)律。本文采用統(tǒng)計檢驗法和五點應變平衡法對觀測數(shù)據誤差進行處理。
　　 ③實際應力計算方法研究
　　 混凝土的實際應力是應力—應變觀測的最終成果,用以研究混凝土壩的應力分

5、布,評價大壩的安全性和經濟性。經過誤差檢驗和修正的應交觀測資料計算成單軸應變后就可以計算混凝土單向實際正應力。由于考慮徐變影響的方式不同,計算方法不同,本文主要采用變形法、應力松弛法進行實際應力計算。
　　 ④基于經驗模態(tài)分解的混凝土自由體積變形提取
　　 混凝土內的實際應力是根據單軸應變增量逐步累加求得,而單軸應變又是根據實測總應變扣除自由體積變形而得到。在實際工程中,總應變是根據應變計或應變計組測得,而自由體積變形則