水库大坝强震应急支持技术应用基础和系统集成研究

《水库大坝强震应急支持技术应用基础和系统集成研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中文图书分类号：TU352密级：公开UDC：624学校代码：10005博士学位论文D.R.DISSERTATION论文题目：水库大坝强震应急支持技术应用基础和系统集成研究论文作者：许亮华领域：土木工程指导教师：杜修力教授，郭永刚教授论文提交日期:2017年7月UDC：624学校代码：10005中文图书分类号：TU352学号：B200804012密级：公开北京工业大学工学博士学位论文题目：水库大坝强震应急支持技术应用基础和系统集成研究英文题目：APPLICATIONFOUNDATIONANDSYSTEMINTEGRATIONREASERCHONRESERVOIRDAM'SE

2、ARTHQUAKEEMERGENCYSUPPORTTECHNIQUE论文作者：许亮华学科专业：土木工程研究方向：结构防灾理论与技术申请学位：工学博士指导教师：杜修力教授、郭永刚教授所在单位：建筑工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：北京工业大学摘要摘要强震后快速评估大坝震害程度，启动应急预案、组织抢险救灾，可以大大降低大坝次生灾害风险，是保障大坝本身和下游城镇安全的必要手段。大坝强震应急支持技术，主要研究内容是如何基于大坝强震动监测记录，融合数据采集处理、结构震后安全状态识别与仿真分析、震害调查评估、网络、GIS、数据库管理、数据发掘等技术，对大坝强震后进行安全评

3、估、震害警报与应急管理决策。本文对地震预警技术、大坝强震动安全监测技术的研究应用现状和进展进行了概括总结，围绕水库大坝强震安全与应急支持相关的理论、技术及其工程应用开展研究工作，内容包括了大坝强震动安全监测、强震动监测数据处理、大坝结构模态识别、人造地震波生成、大坝震害调查评估等方法和技术，并采用C++语言开发了相应的应用软件系统。全文主要研究内容如下：1、构建了大坝强震动监测采集与预警系统。分析了强震记录触发、采集、分析、管理的要点，建立并针对大坝强震动安全监测特点，设计了强震记录触发和采集的算法及流程；研发了强震数据快速分析评估软件模块；规划了强震信息数据库；开发了水

4、工建筑物强震记录数据分析软件；研发了大坝强震动监测与安全预警系统。根据远程管理需求，设计了远程管理的网络通信协议，开发了远程监测管理系统。所开发的强震动监测与安全警报系统已经投入实际应用，实现了大坝强震数据的数据库管理、快速分析、大坝震害指数分析与判断和远程管理等一系列功能。2、提出了大坝基频特性和非平稳反应规律的分析方法。在分析离散傅立叶变换方法存在的频谱泄露、栅栏效应等不利影响的特点和产生原因基础上，提出了结合平均周期图和ChirpZ变换、应用脉动数据进行基频特性分析的方法，算例表明，该方法可以有效降低栅栏效应，提高频谱分析精度。在分析HHT方法中存在的模态混淆等问题

5、的基础上，研究了干扰数据对瞬时频率分析的影响，提出了基于自适应频带滤波的HHT变换改进方法，算例分析表明，该方法可以抑制模态混淆现象，提高瞬时频率求解精度。3、改进ITD和ERA方法。获得ITD方法的归一化振型系数求解方法，实I北京工业大学工学博士学位论文现了ITD方法中模态追踪图绘制，可有效剔除噪声模态，提高结构模态识别精度。通过仿真算例验证了基于ITD法的NExT方法的有效性和可行性，也分析了不同信噪比、不同参考通道、不同窗函数对NExT方法的模态求解精度的影响；对ERA方法研究中提出了利用噪声权重设置来筛选噪声模态方法，同样也通过算例验证了该方法的有效性。此外，本文

6、还开发了地震波生成软件，实现了对人造地震波反应谱拟合精度控制，三分向地震波同时生成，以及速度时程、位移时程分析等功能；在总结水工程震害调查的特点和方法基础上，提出了水坝震害等级划分指标，并且开发了的震害评估数据库软件。最后，集成上述成果，对大坝强震应急支持系统功能进行研发设计。关键词：大坝；强震动监测；应急支持；震害评估；频谱分析；模态分析；时频分析IIAbstractToquicklyassessthelevelofthedamdamageafterstrongearthquake,launchtheemergencyplan,organizeemergencyresc

7、ueanddisasterrelief,cangreatlyreduceriskofthesecondarydisastersofdam,arenecessarymeanstoprotectthesafetyofthedamandthedownstreamtowns.Themaincontentishowtobuilddamstrongearthquakemonitoringandearlywarningdecisionsupportsystem,basedondamsafetymonitoringstations’stron