混凝土坝裂缝的混沌特性及分析理论和方法

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1、摘安摘要本文虑用混沌理论、分形理论、人工神经网络、灰色系统理论、运动稳定性蠼论、突变理论等理论和方法，对大埙安全监测中有关裂缝稳定性的稻关问题进行研究。主要内容如下：(1)研究了裂缝动力系统的稠空间重构方法以及裂缝籀空阔爨构参数的确定方法，计算了裂缝动力系统混沌特征量一关联维数口、最大Lyapunov指数和Kolmogorov熵，诗簿结采表明裂缝时间序翔其有混淹特性。(2)传统的裂缝开度统计模型的预测精度较低，提出了三种预测精度更高的统诗每混淹灞合颈溺模型。针对CTOD准鄹在混凝±蓼{裂缝失稳扩震分辑中蠡奄不足，撬出了一种裂缝失稳扩展

2、新判据。(3)聚爰灰龟系装瑾沧、运动稳定经疆论蟊突变理论，磅究了混凝±矮裂缝巍f1笛界扩展识别方法，给出了三个裂缝亚临界扩展判据。(4)翔凝裂力学有羧元诗算黢力强度嚣予不貔满足刘‘混凝±壤裂缝实瓣整溅、实时分析中的要求，提出了利用遗传算法和混沌优化算法改进的四层神经网络的解决方法，实翻分毒螽表鞠，本文提出弱嚣篷毯亿享枣经圈终计算熬疫力强瘦因子接逅于曩叛裂力学有限元计算的应力强度因子。(5)镑对实舔酝裂瑟或裂缝靛不趣裁毪，裁愆Griffith链量乎簿愿毽及分影足何，推导了裂缝尖端实际成力场和位移场的表达式，研究发现，裂缝的分形性减小了裂

3、缝尖溃应力弱奇黪性。关键调：濑凝±坝裂缝稳定性混沌遐论毒枣经网络分形AbstractSomeproblemsrelatedtocrackstabilityofconcretedamsinthefieldofdammonitoringarestudiedinthisdissertaiionusingtheoriesandmathematicssuchaschaostheory,fractalgeometry,artificialneuralnetworks，greysystemtheory,motionstabilitytheory,c

4、atastrophetheoD；andSOon。ThemaincontentSareasfollows，(1)Themethodoftheohabespacereconstructionanddeterminationofitsparametersot’crackdynamicsystemareinvestigated、Calculationismadeaboutthecharacteristicinvariantssuchascorrelationdimension，maximalLyapunovexponentandKolmogo

5、rovemropyofthecrackdynamicsystem，Theresultsindicatethatthetimeseriesofcracksarechaoticones。(2)OwingtothelOWpredictionprecisionoftheconventionalstatisticmodelforcrackopeningdisplacements，threestatisticmodelandchaostheory-basedhybridpredictionmodelswithhigherprecisionarep

6、resented．AimingatthedeficienciesintheCTODcriterionappliedtoanalysisofcriticalcrackpropagation，anewfracturecriterioniseslablished。(3)Themethodsofdetectingsub-criticalpropagationofcracksinconcretedamsareexploredbyuseofgreysystemtheory,motionstabilitytheoryandcatastropheth

7、eory,andthreecriteriaforsub—criticalcrackpropagmionaregiven，f∞Becausecalculationofstressintensityfactorsusingthefiniteelementmethodofthelinearelasticfracturemechanicscannotsatisfytheneed勤fthereal-timemonitoringandthereal。timeanalysisofcracksinconcretedams，afour-layerneu

8、ralnetworkoptimizedbygeneticalgorithmandchaosoptimizationalgorithmisproposed。Theexampleshowsthattheoptimizedne