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基于速度与加速度准则的泄水闸裂缝工作性态诊断

徐世媚 黄耀英 徐小枫 殷晓慧 郝丹 陈飞

徐世媚,黄耀英,徐小枫,等. 基于速度与加速度准则的泄水闸裂缝工作性态诊断[J]. 水利水运工程学报,2022. doi:  10.12170/20210816001
引用本文: 徐世媚,黄耀英,徐小枫,等. 基于速度与加速度准则的泄水闸裂缝工作性态诊断[J]. 水利水运工程学报,2022. doi:  10.12170/20210816001
(XU Shimei, HUANG Yaoying, XU Xiaofeng, et al. Diagnosis of sluice crack working behavior based on velocity and acceleration criteria[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(in Chinese)) doi:  10.12170/20210816001
Citation: (XU Shimei, HUANG Yaoying, XU Xiaofeng, et al. Diagnosis of sluice crack working behavior based on velocity and acceleration criteria[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(in Chinese)) doi:  10.12170/20210816001

基于速度与加速度准则的泄水闸裂缝工作性态诊断

doi: 10.12170/20210816001
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51779130)
详细信息
    作者简介:

    徐世媚(1998—),女,湖北宜昌人,硕士研究生,主要从事水工程安全监控方面的研究。E-mail:xushimeiem@foxmail.com

    通讯作者:

    黄耀英(E-mail: huangyaoying@sohu.com

  • 中图分类号: TV698.1

Diagnosis of sluice crack working behavior based on velocity and acceleration criteria

  • 摘要: 裂缝实测资料综合反映了现场复杂因素对水工混凝土结构宏观裂缝性态的影响,考虑时效分量是评价裂缝工作性态的重要依据,可基于速度与加速度准则对裂缝工作性态进行诊断。结合王甫洲水利工程泄水闸实际情况,选取水工混凝土结构裂缝典型位置安装裂缝计组,监测获得经历不利荷载工况下的裂缝实测资料,建立反映温度非线性效应的裂缝统计模型,分离获得时效分量,采用速度与加速度准则对时效分量进行诊断。裂缝实测资料的应用分析表明,考虑温度非线性效应的裂缝统计模型拟合效果较好,虽然王甫洲水利工程泄水闸检修门库裂缝部分测点时效分量表现不收敛,但均趋于闭合,诊断该泄水闸裂缝目前处于稳定状态。该方法能简便且可靠地反映裂缝的时变规律,可为水工混凝土结构的裂缝工作性态诊断提供参考。
  • 图  1  泄水闸裂缝计平面布置(单位: m)

    Figure  1.  Layout of crack meter in discharge sluice (unit: m)

    图  2  J6-1测点实测值与拟合值及温度过程线

    Figure  2.  Measured value, fitting value and temperature process line of J6-1 measurement point

    图  3  裂缝各测点时效分量过程线

    Figure  3.  Process line of aging component at each measuring point of crack

    表  1  各测点裂缝统计模型复相关系数、均方根误差

    Table  1.   Complex correlation coefficient and root mean square error of crack statistical model of each measurement point

    测点J1-1J2-1J3-1J4-1J5-1J6-1J7-1J8-1J9-1
    复相关系数0.9330.9620.9330.90.8840.9960.9880.9130.898
    均方根误差/mm0.0170.0140.0470.0140.0410.0060.0110.0210.051
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    表  2  各测点变幅及各分量影响占比

    Table  2.   The amplitude of each measuring point and the proportion of influence of each component

    位置测点总变幅/mm温度分量上游水压分量时效分量
    变幅/mm影响占比/%变幅/10−2mm影响占比/%变幅/mm影响占比/%
    门库上游面 J1-1 0.32 0.23 71.26 3.05 9.61 0.06 19.12
    J2-1 0.41 0.28 68.68 3.97 9.77 0.09 21.55
    门库顶上游面 J3-1 1.15 0.67 58.08 19. 30 16.79 0.29 25.13
    J4-1 0.30 0.20 66.28 5.62 18.66 0.05 15.06
    J5-1 0.76 0.53 68.93 15. 00 19.75 0.09 11.32
    门库内 J6-1 0.39 0.33 84.65 0.57 1.47 0.05 13.87
    J7-1 0.41 0.31 77.13 1.69 4.16 0.08 18.71
    门库顶下游面 J8-1 0.51 0.32 62.43 9.37 18.28 0.10 19.29
    J9-1 0.92 0.63 68.62 12. 20 13.23 0.17 18.14
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    表  3  裂缝统计模型时效因子回归系数

    Table  3.   Regression coefficient of time factor of crack statistical model

    回归系数J1-1J2-1J3-1J4-1J5-1J6-1J7-1J8-1J9-1
    c1/10−2 −2.408 −4.235 −13.64 −0.598 −4.423 −0.319 −1.433 1.037 −7.340
    c2/10−2 0.283 1.520 4.996 −0.307 1.475 −0.497 −0.370 −1.397 1.446
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    表  4  裂缝开合度统计模型时效分量计算结果(θ>0)

    Table  4.   Calculation results of aging component of statistical model of crack opening degree (θ>0)

    测点一阶导数值/mm一阶导数
    二阶导数
    三阶导数
    收敛情况发展方向
    J1-1−0.023 1+不收敛闭合
    J2-1−0.037 3+不收敛闭合
    J3-1−0.119 9+不收敛闭合
    J4-1−0.007 0+收敛闭合
    J5-1−0.039 3+不收敛闭合
    J6-1−0.004 8+收敛闭合
    J7-1−0.0156+收敛闭合
    J8-10.0057++收敛张开
    J9-1−0.0686+不收敛闭合
      注:表中“+”表示结果恒为正;“−”表示结果恒为负。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-16
  • 网络出版日期:  2022-09-03

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