[发明专利]基于有限测斜仪测点测值的坝体挠度获取方法

说明书

本发明公开了一种基于有限测斜仪测点测值的坝体挠度获取方法，采用针对小样本泛化能力强的相关向量回归，利用已有有限倾角测值作为输出变量，采用测点坐标和水位、温度、孔压、时间等影响因素作为输入变量，建立相关向量机模型，预测测线上任意空间点特定时间的倾角正切值，并将测线上的倾角正切值采用空间坐标显式最佳多项式拟合，对最佳多项式进行积分并利用倾斜仪或测斜仪测线顶部(如测斜管口)或底部(如测斜管底)位移测值确定积分常数，从而获得沿整个竖直测斜孔轴线的水平位移分布(挠度)。本发明同时利用了不同时空的测值，考虑了外界荷载及时空等影响因素，可以推广到其边坡等他工程以及测线水平布设等情况。

技术领域

本发明涉及一种基于有限测斜仪测点测值的坝体挠度获取方法，属于结构形变测量技术领域。

背景技术

结构表面或内部变形是结构安全评级、计算验证和科研的重要物理量，因此水平位移(挠度)或沉降是工程安全监测中的重要监测项目，许多工程采用竖直或水平埋设测(倾)斜仪的方法，通过假设各离散测点之间为刚体转动的方法获得水平位移在竖直线或沉降在水平线上的分布。

以挠度(水平位移)为例进行说明，可以推广到竖直位移分布。挠度测量参见图1，从下向上各个测点编号为m(m＝1,2,3…M)，则m点的水平位移为：

其中，L_j为各测点之间的高程差。则顶部管口的水平位移为：

采用变形前高程差，(1)式可修订为：

上述方法存在的问题包括：

(1)假设各段之间是刚体转动，实际上各段之间是弹性变形，采用刚体转动假设，理论上不严密，误差比较大，尤其是测点上下高程差相差比较大或变形梯度比较大的时候。

(2)没有考虑时空和荷载效应，即时间上没有考虑材料蠕变和结构变化等给变形带来的影响，空间上没有考虑各段变形之间的相关性。荷载效应是外界环境和荷载不同条件下，测点倾斜角度即使相同，各段之间的位移分布也未必相同。

(3)上述方法只能获得管口和底部的相对位移，不能获得更加绝对位移。

针对上述缺点，本发明将综合考虑环境影响和管口或管底边界条件，采用理论上严密的方法获得整个位移分布。因为管口位于坝面或廊道，其变形可以通过外观监测方法获得，管底变形可以根据埋设假设稳定或利用倒垂法进行测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于有限测斜仪测点测值的坝体挠度获取方法，采用影响坝体挠度的因素作为输入变量，利用已有有限倾角测值作为输出变量，预测测线上任意空间点特定时间的倾角正切值，最终预测坝体挠度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于有限测斜仪测点测值的坝体挠度获取方法，包括以下步骤：

1)根据倾/测斜仪布置测线建立相应的坐标系统；所述测线是指坝体上按一定间距沿竖直线布置若干测点，每个测点设一支倾斜仪或测斜仪；设测点测线底部和测线顶部之间测点处相对于竖直线的倾角为θ；

2)根据坝型或建筑物类型，从水荷载、温度荷载和时效分量分析影响坝体挠度的因素，选取m个重要影响因素作为输入向量，第i次输入向量记为

3)假设一条测线上有K支倾斜仪或测斜仪，对一条测线上的K个测点，按时间进行N次测量，共计K×N个测值作为输出，将第i次输出记为y_i,i＝1,2,...,KN；所述测值指的是测点处倾角θ的正切值tanθ；收集每次测量对应时刻的水位、气温以及测点坐标资料影响坝体挠度的因素作为输入向量，将多输入和对应时刻的输出作为训练样本；