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基于分布式光纤的混凝土坝温控反馈研究

作　者: 周建兵
导　师: 周宜红
学　校: 三峡大学
专　业: 水工结构工程
关键词: 分布式光纤混凝土坝温度场徐变应力场温控反馈
分类号: TV698.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 57次
引　用: 2次
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内容摘要

所有混凝土坝在施工期都需要采取温控措施控制坝体温度,降低水化热引起的温升,控制最高温度,减小内外温差、基础温差,防止裂缝。及时准确获取混凝土坝内部温度场信息,全面了解及控制温度变化在坝体中引起的温度应力是防止危害性裂缝形成和发展的前提,因此在大体积混凝土坝施工期和运行期进行温度场监测十分必要,而温度场监测一直是大坝安全监测的薄弱环节。光纤传感技术具有抗电磁干扰、抗腐蚀、大功率信号传输带宽、实时、动态和分布广等诸多优点,弥补了常规监测手段的不足,是混凝土坝温度场监测的理想手段和技术。本文基于分布式光纤传感技术的优越性,将其应用于混凝土坝内部温度监测,设计相关监测试验反馈研究施工温控措施,并对监测数据的合理运用进行了探讨。论文主要内容包括:1、在已有的研究基础上,设计基于分布式光纤传感技术的溪洛渡大坝施工期及运行期温度监测系统。布置总体测温方案,由光纤传感的基本理论出发,探讨DTS数据获取原理及数据管理、分析流程。为光纤传感技术在混凝土坝施工期和运行期温度场监测中的推广应用提供参考。2、在已建立的监测系统基础上,充分发挥光纤传感技术的优势,设计相关试验,监测太阳辐射、昼夜温差、气温骤降等不利天气情况表层混凝土温度梯度及冷却水管周围混凝土温度梯度,更真实全面的反映混凝土内部的温度状态。并建立有限元模型仿真计算温度场和徐变应力场,与实测数据对比分析,反馈改善混凝土坝施工质量的温控措施。3、以分布式光纤监测温度数据为样本,分高温季节和低温季节依次选取浇筑温度、通水温度、通水流量、水管布置、气温、浇筑层厚度六个参数进行网络训练,建立基于BP神经网络最高温度预报模型。快速预测浇筑仓最高温度并与容许最高温度比较,判断既定温控措施的合理性,对确保浇筑块混凝土温控质量有重要意义。最后通过预报模型分析得出浇筑温度、通水温度、通水流量、水管布置、气温、浇筑层厚度单因素对浇筑仓最高温度的影响。

全文目录

内容摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-10
1 绪论  10-16
  1.1 研究背景  10
  1.2 研究意义  10-11
  1.3 研究现状  11-14
  1.4 本文主要研究内容  14-16
2 基于分布式光纤的大坝温度场监测系统设计  16-31
  2.1 总体测温方案  16-23
  2.2 系统组成及功能  23
  2.3 监测系统硬件组成  23-26
  2.4 监测系统数据管理  26-30
  2.5 本章小结  30-31
3 基于分布式光纤测温系统的监测试验及反馈研究  31-56
  3.1 概述  31
  3.2 混凝土表面温度梯度监测试验及反馈分析  31-41
  3.3 低温混凝土入仓对老混凝土冷击监测试验及反馈分析  41-48
  3.4 塑料水管冷却效果及温度分布监测试验及反馈分析  48-54
  3.5 本章小结  54-56
4 基于光纤测温数据的 Matlab 神经网络工具箱预报模型研究  56-69
  4.1 研究意义  56-57
  4.2 基本原理简介  57-60
  4.3 神经网络预测模型建立  60-62
  4.4 本研究BP 神经网络算法实现  62-65
  4.5 预报参数敏感性分析  65-68
  4.6 本章小结  68-69
5 结论与展望  69-71
  5.1 结论  69
  5.2 展望  69-71
参考文献  71-75
后记  75

基于分布式光纤的混凝土坝温控反馈研究

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