CN109726485A - 混凝土坝点真实应力可靠度预测分析方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种混凝土坝点真实应力可靠度预测分析方法及装置,获取基于混凝土坝及其地基建立的第一整体有限元模型,根据获取的监测数据对混凝土坝的施工过程和蓄水过程进行有限元仿真分析,根据分析结果对第一整体有限元模型的计算参数进行调整,使得其变形计算过程线与变形监测过程线一致,从而得到与混凝土坝的当前状态对应的第二整体有限元模型。基于上述监测数据和第二整体有限元模型对混凝土坝的点应力可靠度进行计算。如此,可以得到混凝土坝在真实工作条件下的失效概率。
Description
技术领域
本申请涉及结构稳定性分析技术领域,具体而言,涉及一种混凝土坝点真实应力可靠度预测分析方法及装置。
背景技术
目前,对混凝土坝的点应力可靠度分析一方面主要依赖于设计勘察资料,难以反映混凝土坝的当前工作状态;另一方面,通常使用单一的安全系数进行评估,难以满足实际工程安全评估的需要。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例的目的之一在于提供一种混凝土坝点真实应力可靠度预测分析方法及装置,以至少部分地改善上述问题。
为了达到上述目的,本申请实施例采用如下技术方案:
第一方面,本申请实施例提供一种混凝土坝点真实应力可靠度预测分析方法,所述方法包括:
获取混凝土坝的监测数据以及基于所述混凝土坝和所述混凝土坝的地基建立的第一整体有限元模型;其中,所述监测数据包括施工记录信息和蓄水记录信息;
根据所述监测数据对所述混凝土坝的施工过程和蓄水过程进行有限元仿真分析,根据分析结果对所述第一整体有限元模型的计算参数进行调整,以使所述混凝土坝的变形计算过程线与根据所述施工记录信息和所述蓄水记录信息得到的变形监测过程线一致,得到与所述混凝土坝的当前状态对应的第二整体有限元模型;
根据所述监测数据以及所述第二整体有限元模型计算所述混凝土坝的点真实应力可靠度。
第二方面,本申请实施例提供一种混凝土坝点真实应力可靠度预测分析装置,所述装置包括:
获取模块,用于获取混凝土坝的监测数据以及基于所述混凝土坝和所述混凝土坝的地基建立的第一整体有限元模型;其中,所述监测数据包括施工记录信息和蓄水记录信息;
模型调整模块,用于根据所述监测数据对所述混凝土坝的施工过程和蓄水过程进行有限元仿真分析,根据分析结果对所述第一整体有限元模型的计算参数进行调整,以使所述混凝土坝的变形计算过程线与根据所述施工记录信息和所述蓄水记录信息得到的变形监测过程线一致,得到与所述混凝土坝的当前状态对应的第二整体有限元模型;
分析模块,用于根据所述监测数据以及所述第二整体有限元模型计算所述混凝土坝的点真实应力可靠度。
相对于现有技术而言,本申请实施例包括以下有益效果:
本申请实施例提供的一种混凝土坝点真实应力可靠度预测分析方法及装置,获取基于混凝土坝及其地基建立的第一整体有限元模型,根据获取的监测数据对混凝土坝的施工过程和蓄水过程进行有限元仿真分析,根据分析结果对第一整体有限元模型的计算参数进行调整,使得其变形计算过程线与变形监测过程线一致,从而得到与混凝土坝的当前状态对应的第二整体有限元模型。基于上述监测数据和第二整体有限元模型对混凝土坝的点真实应力可靠度进行预测分析和计算。如此,可以得到混凝土坝在真实工作条件下的失效概率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种数据处理设备的方框示意图;
图2为本申请实施例提供的一种混凝土坝点真实应力可靠度预测分析方法的流程示意图;
图3为图2所示的步骤S23的一种子步骤示意图;
图4为本申请实施例提供的一种混凝土坝点真实应力可靠度预测分析装置的功能模块框图;
图5为图4所示的分析模块的子模块示意图。
图标:100-数据处理设备;110-混凝土坝点真实应力可靠度预测分析装置;111-获取模块;112-模型调整模块;113-分析模块;1131-第一获取子模块;1132-第一计算子模块;1133-第二计算子模块;1134-第二获取子模块;1135-第三计算子模块;1136-第四计算子模块;120-机器可读存储介质;130-处理器。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
请参照图1,图1是本申请实施例提供的一种数据处理设备100的方框示意图。所述数据处理设备100例如可以是服务器、个人计算机(Personal Computer,PC)等任意具有数据处理功能的设备。其中,所述服务器可以是指单台服务器,也可以是指多台相互通信的服务器组成的集群。
所述数据处理设备100包括混凝土坝点真实应力可靠度预测分析装置110、机器可读存储介质120及处理器130。
所述机器可读存储介质120及处理器130各元件相互之间直接或间接地电性连接,以实现数据的传输或交互。例如,这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述混凝土坝点真实应力可靠度预测分析装置110包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述机器可读存储介质120中或固化在所述数据处理设备100的操作系统(operating system,OS)中的软件功能模块。所述处理器130用于执行所述机器可读存储介质120中存储的可执行模块,例如所述点应力可靠度分析装置110所包括的软件功能模块及计算机程序等。
可选地,所述机器可读存储介质120中还可以存储有待分析的混凝土坝的监测数据,所述监测数据包括所述待分析的混凝土坝的施工记录信息和蓄水记录信息。此外,所述机器可读存储介质120中还可以存储有基于所述待分析的混凝土坝及其地基建立的第一整体有限元模型。其中,所述第一整体有限元模型是指基于所述待分析的混凝土坝及其地基建立的未经调整的整体有限元模型。
在本实施例中,所述第一整体有限元模型可以基于所述待分析的混凝土坝的地质勘察数据和设计勘察数据建立进行构建。
在本实施例中,所述机器可读存储介质120可以是,但不限于,随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),只读存储器(Read Only Memory,ROM),可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory,PROM),可擦除只读存储器(Erasable ProgrammableRead-Only Memory,EPROM),电可擦除只读存储器(Electric Erasable ProgrammableRead-Only Memory,EEPROM)等。
所述处理器130可以是一种集成电路芯片,具有信号处理能力。该处理器130也可以是通用处理器,包括中央处理器(CentralProcessingUnit,CPU)、网络处理器(NetworkProcessor,NP)等;还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray,FPGA)、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中,通用处理器可以是微处理器或任何常规的处理器。
应当理解,图1所示的结构仅为示意,本实施例提供的数据处理设备100还可以包括比图1更少或更多的组件,或是具有与图1所示不同的配置。例如,数据处理设备100还可以包括通信单元。图1所示的各组件可以通过软件、硬件或其组合实现,本实施例对此不做限制。
请参照图2,图2是本申请实施例提供的一种混凝土坝点真实应力可靠度预测分析方法的流程示意图,该方法可以应用于图1所示的数据处理设备100。下面将对所述方法包括的各个步骤进行描述。
步骤S21,获取混凝土坝的监测数据以及基于所述混凝土坝和所述混凝土坝的地基建立的第一整体有限元模型。
其中,所述混凝土坝即为上述的待分析的混凝土坝。所述监测数据包括施工记录信息和蓄水记录信息。
步骤S22,根据所述监测数据对所述混凝土坝的施工过程和蓄水过程进行有限元仿真分析,根据分析结果对所述第一整体有限元模型的计算参数进行调整,以使所述混凝土坝的变形计算过程线与根据所述施工记录信息和蓄水记录信息得到的变形监测过程线一致,得到与所述混凝土坝的当前状态对应的第二整体有限元模型。
应当理解,在本实施例中,当变形计算过程线和变形监测过程线之间的拟合误差在一定范围(例如,小于或等于3倍的标准差)时,可以认为变形计算过程线和变形监测过程线一致。
通过上述步骤,可以将第一整体有限元模型调整为能够反映所述混凝土坝的真实工作状态的第二整体有限元模型。在此基础上,再从第二整体有限元模型中获取参数用于分析计算混凝土坝的点应力可靠度,可以得到反映所述混凝土坝的真实情况的结果。
步骤S23,根据所述监测数据以及所述第二整体有限元模型计算所述混凝土坝的点应力可靠度。
在本实施例中,通过上述步骤计算得到的点应力可靠度为能够反映所述混凝土坝的真实工作情况的点真实应力可靠度。
详细地,在本实施例中,步骤S23可以包括图3所示的步骤。步骤S31,从所述监测数据中获取所述混凝土坝的混凝土材料的强度的变异系数。
步骤S32,从所述监测数据中获取所述混凝土坝的各时刻对应的水位高程、各水位高程的顺河向位移监测值及所述混凝土坝的迎水面的面积。
步骤S33,计算所述混凝土坝的各水位高程的顺河向位移监测值与计算值的差值。
步骤S34,根据所述各水位高程对应的水压力、各水位高程的顺河向位移监测值、各水位高程的顺河向位移监测值与计算值的差值以及所述迎水面的面积计算所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数。
具体地,所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数可以通过以下计算式计算得到:
其中,δS表示所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数,p表示从所述监测数据中获取的各水位高程对应的水压力,Δ(h)表示各水位高程的混凝土坝顺河向位移监测值,δΔ(h)表示各水位高程的混凝土坝顺河向位移监测值与计算值的差值,S表示混凝土坝的迎水面的面积。
步骤S35,从所述第二整体有限元模型中获取所述混凝土坝在任意时刻的应力计算值。
步骤S36,根据所述监测数据计算所述混凝土坝在所述任意时刻的、与一混凝土龄期对应的强度指标。
具体地,可以通过以下计算式计算所述混凝土坝在所述任意时刻t的、与混凝土龄期τ对应的强度指标fS(τ):
在上述计算式中,180d表示混凝土坝的龄期为180天。
步骤S37,根据所述应力计算值和所述强度指标得到所述混凝土坝在所述任意时刻的点安全系数,根据所述点安全系数、所述混凝土坝的混凝土材料的强度的变异系数以及所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数计算所述混凝土坝的点应力可靠度。
具体地,在本实施例中,所述点安全系数可以通过以下计算式计算得到:
其中,fS(τ)表示所述混凝土坝在所述任意时刻t的、与混凝土龄期τ对应的强度指标,根据安全强度准则的不同,该强度指标可以不同。例如,计算抗拉点安全系数时该强度指标可以为抗拉强度;又如,计算抗压点安全系数时该强度指标可以为抗压强度。fδ(t)表示所述任意时刻t的应力计算值,当fS(τ)表示抗拉强度指标时,fδ(t)为所述应力计算值中的第一主应力,当fS(τ)表示抗压强度时,fδ(t)为所述应力计算值中的第三主应力。
具体地,所述混凝土坝的点应力可靠度可以通过以下计算式计算得到:
其中,β(t)为所述混凝土坝在所述任意时刻t的点应力安全可靠度,δS为所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数,δR为所述混凝土坝的混凝土材料的强度的变异系数。
经研究,目前针对混凝土坝的稳定性的分析大都依赖经验性的安全系数,一方面,单一的安全系数法难以满足实际工程安全评估的需要;另一方面,现有的对稳定性的分析方法均不能反映混凝土坝的真实工作情况,使得评估结果不准确。而通过本申请实施例的设计,采用有限元仿真分析的方式对预先建立的第一整体有限元模型进行调整,得到与混凝土坝的真实工作情况匹配的第二整体有限元模型,再基于第二整体有限元模型对混凝土的稳定性参数进行分析,可以使得结果更为准确。此外,在分析过程中结合了概率统计理论,更容易确定预警阈值,便于不同工程之间的横向比较。
请参照图4,图4是本申请实施例提供的一种混凝土坝点真实应力可靠度预测分析装置110的功能模块框图。混凝土坝点真实应力可靠度预测分析装置110包括至少一个可以以软件形式存储于机器可读存储介质120中的功能模块。从功能上划分,混凝土坝点真实应力可靠度预测分析装置110可以包括获取模块111、模型调整模块112及分析模块113。
其中,获取模块111用于获取混凝土坝的监测数据以及基于所述混凝土坝和所述混凝土坝的地基建立的第一整体有限元模型;其中,所述监测数据包括施工记录信息和蓄水记录信息。
在本实施例中,获取模块111可以用于执行步骤S21,关于获取模块111的描述具体可以参考对步骤S21的详细描述。
模型调整模块112用于根据所述监测数据对所述混凝土坝的施工过程和蓄水过程进行有限元仿真分析,根据分析结果对所述第一整体有限元模型的计算参数进行调整,以使所述混凝土坝的变形计算过程线与根据所述施工记录信息和所述蓄水记录信息得到的变形监测过程线一致,得到与所述混凝土坝的当前状态对应的第二整体有限元模型。
在本实施例中,模型调整模块112可以用于执行步骤S22,关于模型调整模块112的描述具体可以参考对步骤S22的详细描述。
分析模块113用于根据所述监测数据以及所述第二整体有限元模型计算所述混凝土坝的点应力可靠度。
在本实施例中,分析模块113可以用于执行步骤S23,关于分析模块113的描述具体可以参考对步骤S23的详细描述。
可选地,如图5所示,所述分析模块113可以包括第一获取子模块1131、第一计算子模块1132、第二计算子模块1133、第二获取子模块1134、第三计算子模块1135以及第四计算子模块1136。
其中,所述第一获取子模块1131用于从所述监测数据中获取所述混凝土坝的混凝土材料的强度的变异系数,从所述监测数据中获取所述混凝土坝的各水位高程对应的水压力、各水位高程的顺河向位移监测值及所述混凝土坝的迎水面的面积。
所述第一计算子模块1132计算所述混凝土坝的各水位高程的顺河向位移监测值与计算值的差值。
所述第二计算子模块1133用于根据所述各水位高程对应的水压力、各水位高程的顺河向位移监测值、各水位高程的顺河向位移监测值与计算值的差值以及所述迎水面的面积计算所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数。
可选地,在本实施例中,所述第二计算子模块1133具体可以用于通过以下计算式计算所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数δS:
其中,p表示从所述监测数据中获取的各水位高程对应的水压力,Δ(h)表示各水位高程的混凝土坝顺河向位移监测值,δΔ(h)表示各水位高程的混凝土坝顺河向位移监测值与计算值之差,S表示混凝土坝的迎水面的面积。
所述第二获取子模块1134用于从所述第二整体有限元模型中获取所述混凝土坝在任意时刻的应力计算值。
所述第三计算子模块1135用于根据所述监测数据计算所述混凝土坝在所述任意时刻的、与一混凝土龄期对应的强度指标。
可选地,在本实施例中,所述第三计算子模块1135具体可以用于通过以下计算式计算所述混凝土坝在所述任意时刻t的、与混凝土龄期τ对应的强度指标fS(τ):
第四计算子模块1136用于根据所述应力计算值和所述强度指标得到所述混凝土坝在所述任意时刻的点安全系数,根据所述点安全系数、所述混凝土坝的混凝土材料的强度的变异系数以及所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数计算所述混凝土坝的点应力可靠度。
可选地,在本实施例中,所述第四计算子模块1136具体可以用于通过以下计算式计算所述混凝土坝在所述任意时刻t的点安全系数k(t):
其中,fδ(t)表示所述任意时刻t的应力计算值,当fS(τ)表示抗拉强度指标时,fδ(t)为所述应力计算值中的第一主应力,当fS(τ)表示抗压强度时,fδ(t)为所述应力计算值中的第三主应力。
可选地,在本实施例中,所述第四计算子模块1136具体还可以用于通过以下计算式计算所述混凝土坝的点应力可靠度:
其中,β(t)为所述混凝土坝在所述任意时刻t的点应力可靠度,δS为所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数,δR为所述混凝土坝的混凝土材料的强度的变异系数。
综上所述,本申请实施例提供一种混凝土坝点真实应力可靠度预测分析方法及装置,获取基于混凝土坝及其地基建立的第一整体有限元模型,根据获取的监测数据对混凝土坝的施工过程和蓄水过程进行有限元仿真分析,根据分析结果对第一整体有限元模型的计算参数进行调整,使得其变形计算过程线与变形监测过程线一致,从而得到与混凝土坝的当前状态对应的第二整体有限元模型。基于上述监测数据和第二整体有限元模型对混凝土坝的点应力可靠度进行计算。如此,可以得到混凝土坝在真实工作条件下的失效概率。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种混凝土坝点真实应力可靠度预测分析方法,其特征在于,所述方法包括:
获取混凝土坝的监测数据以及基于所述混凝土坝和所述混凝土坝的地基建立的第一整体有限元模型;其中,所述监测数据包括施工记录信息和蓄水记录信息;
根据所述监测数据对所述混凝土坝的施工过程和蓄水过程进行有限元仿真分析,根据分析结果对所述第一整体有限元模型的计算参数进行调整,以使所述混凝土坝的变形计算过程线与根据所述施工记录信息和所述蓄水记录信息得到的变形监测过程线一致,得到与所述混凝土坝的当前状态对应的第二整体有限元模型;
根据所述监测数据以及所述第二整体有限元模型计算所述混凝土坝的点应力可靠度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述监测数据以及所述第二整体有限元模型计算所述混凝土坝的点应力可靠度,包括:
从所述施工记录信息中获取所述混凝土坝的混凝土材料的强度的变异系数;
从所述监测数据中获取所述混凝土坝的各时刻对应的水位高程、各水位高程的顺河向位移监测值及所述混凝土坝的迎水面的面积;
计算所述混凝土坝的各水位高程的顺河向位移监测值与计算值的差值;
根据所述各水位高程对应的水压力、各水位高程的顺河向位移监测值、各水位高程的顺河向位移监测值与计算值的差值以及所述迎水面的面积计算所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数;
从所述第二整体有限元模型中获取所述混凝土坝在任意时刻的应力计算值;
根据所述监测数据计算所述混凝土坝在所述任意时刻的、与一混凝土龄期对应的强度指标;
根据所述应力计算值和所述强度指标得到所述混凝土坝在所述任意时刻的点安全系数,根据所述点安全系数、所述混凝土坝的混凝土材料的强度的变异系数以及所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数计算所述混凝土坝的点应力可靠度。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据所述各水位高程对应的水压力、各水位高程的顺河向位移监测值、各水位高程的顺河向位移监测值与计算值的差值以及所述迎水面的面积计算所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数,包括:
通过以下计算式计算所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数δS:
其中,p表示从所述监测数据中获取的各水位高程水位对应的水压力,Δ(h)表示各水位高程的混凝土坝顺河向位移监测值,δΔ(h)表示各水位高程的混凝土坝顺河向位移监测值与计算值之差,S表示混凝土坝的迎水面的面积。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,根据所述监测数据计算所述混凝土坝在所述任意时刻的、与一混凝土龄期对应的强度指标,包括:
通过以下计算式计算所述混凝土坝在所述任意时刻t的、与混凝土龄期τ对应的强度指标fS(τ):
根据所述应力计算值和所述强度指标得到所述混凝土坝在所述任意时刻的点安全系数,包括:
通过以下计算式计算所述混凝土坝在所述任意时刻t的点安全系数k(t):
其中,fδ(t)表示所述任意时刻t的应力计算值,当fS(τ)表示抗拉强度指标时,fδ(t)为所述应力计算值中的第一主应力,当fS(τ)表示抗压强度时,fδ(t)为所述应力计算值中的第三主应力。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,根据所述点安全系数、所述混凝土坝的混凝土材料的强度的变异系数以及所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数计算所述混凝土坝的点应力可靠度,包括:
通过以下计算式计算所述混凝土坝的点应力可靠度:
其中,β(t)为所述混凝土坝在所述任意时刻t的点应力可靠度,δS为所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数,δR为所述混凝土坝的混凝土材料的强度的变异系数。
6.一种混凝土坝点真实应力可靠度预测分析装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,用于获取混凝土坝的监测数据以及基于所述混凝土坝和所述混凝土坝的地基建立的第一整体有限元模型;其中,所述监测数据包括施工记录信息和蓄水记录信息;
模型调整模块,用于根据所述监测数据对所述混凝土坝的施工过程和蓄水过程进行有限元仿真分析,根据分析结果对所述第一整体有限元模型的计算参数进行调整,以使所述混凝土坝的变形计算过程线与根据所述施工记录信息和所述蓄水记录信息得到的变形监测过程线一致,得到与所述混凝土坝的当前状态对应的第二整体有限元模型;
分析模块,用于根据所述监测数据以及所述第二整体有限元模型计算所述混凝土坝的点应力可靠度。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述分析模块包括:
第一获取子模块,用于从所述施工记录信息中获取所述混凝土坝的混凝土材料的强度的变异系数,从所述监测数据中获取所述混凝土坝的各时刻对应的水位高程、各水位高程的顺河向位移监测值及所述混凝土坝的迎水面的面积;
第一计算子模块,用于计算所述混凝土坝的各水位高程的顺河向位移监测值与计算值的差值;
第二计算子模块,用于根据所述各水位高程对应的水压力、各水位高程的顺河向位移监测值、各水位高程的顺河向位移监测值与计算值的差值以及所述迎水面的面积计算所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数;
第二获取子模块,用于从所述第二整体有限元模型中获取所述混凝土坝在任意时刻的应力计算值;
第三计算模块,用于根据所述监测数据计算所述混凝土坝在所述任意时刻的、与一混凝土龄期对应的强度指标;
第四计算子模块,用于根据所述应力计算值和所述强度指标得到所述混凝土坝在所述任意时刻的点安全系数,根据所述点安全系数、所述混凝土坝的混凝土材料的强度的变异系数以及所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数计算所述混凝土坝的点应力可靠度。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述第二计算子模块,具体用于通过以下计算式计算所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数δS:
其中,p表示从所述监测数据中获取的各水位高程对应的水压力,Δ(h)表示各水位高程的混凝土坝顺河向位移监测值,δΔ(h)表示各水位高程的混凝土坝顺河向位移监测值与计算值之差,S表示混凝土坝的迎水面的面积。
9.根据权利要求7或8所述的装置,其特征在于,所述第三计算子模块具体用于:通过以下计算式计算所述混凝土坝在所述任意时刻t的、与混凝土龄期τ对应的强度指标fS(τ):
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述第四计算子模块具体用于:
通过以下计算式计算所述混凝土坝在所述任意时刻t的点安全系数k(t):
其中,fδ(t)表示所述任意时刻t的应力计算值,当fS(τ)表示抗拉强度指标时,fδ(t)为所述应力计算值中的第一主应力,当fS(τ)表示抗压强度时,fδ(t)为所述应力计算值中的第三主应力;
通过以下计算式计算所述混凝土坝的点应力可靠度:
其中,β(t)为所述混凝土坝在所述任意时刻t的点应力可靠度,δS为所述混凝土坝的荷载效应的等效变异系数,δR为所述混凝土坝的混凝土材料的强度的变异系数。
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