外文翻譯---周期性靜水壓力作用下混凝土壩的診斷分析（譯文）

1、 第 1 頁 共 13 頁中文 中文 6200 字 出處： 出處：Engineering Structures, 2008, 30(11): 3176-3185周期性靜水壓力作用下混凝土壩的診斷分析R Ardito, G Maier, G Massalongo摘要本文提出并研究可能造成年代久遠(yuǎn)的大型混凝土壩損害診斷的流程，可以概括如下。混凝土區(qū)域的彈性

2、模量按傳統(tǒng)意義上來說是一些參數(shù)，這些參數(shù)用來確認(rèn)由于過去的物理化學(xué)過程或在極限荷載作用下造成的結(jié)構(gòu)損傷。在非破壞性診斷試驗中廠區(qū)的水庫水位年周期性改變被認(rèn)為是不太重要的外部影響。我們通常用雷達(dá)來測量由于水庫水位從最高降至最低所引起的下游面的位移，目前這些儀器在水壩工程中是很具有創(chuàng)新性的。顯然由于周期熱效應(yīng)引起的可測位移所造成的不容忽視的影響已經(jīng)被人們所關(guān)注，我們已開始通過壩體內(nèi)部的溫度計按照一定的時間間隔來測量壩體溫度，根據(jù)它們的參數(shù)管

3、理簡化的熱邊界條件，超過一年就可以通過傅里葉級數(shù)來表示溫度的時效性。最后，損傷診斷要用最小化來得出，通過彈性模量，在測量和計算所得的位移之間的一系列差異函數(shù)來計算，也可以在線性熱彈性力學(xué)背景下進(jìn)行逆分析，還可以通過隨機擴展來驗證所提出的計算方法。關(guān)鍵詞：混凝土大壩；損傷診斷；熱效應(yīng)；雷達(dá)監(jiān)控；隨機處理；逆分析1. 前言目前現(xiàn)存的一些重要的混凝土大壩特別是在歐洲和北美洲地區(qū)，經(jīng)過幾十年生產(chǎn)服務(wù)已經(jīng)存在了一些結(jié)構(gòu)上的破壞。最常見的惡化形式是

4、一種被稱作硅酸鹽反應(yīng)的物理化學(xué)過程。經(jīng)過大約十年的潛伏期和超過三十至四十年的活躍期在達(dá)到飽和之前，這個過程會造成混凝土的剛度和強度的退化，并產(chǎn)生膨脹危害。膨脹會提高混凝土的自具應(yīng)力并導(dǎo)致壩體開裂。在二十世紀(jì)八十年代后硅酸鹽反應(yīng)才被人們逐漸的了解，然而在多物理場耦合計算力學(xué)領(lǐng)域中和大壩工第 3 頁 共 13 頁譜，見索引【10】 。然而，全面特征分析所有技術(shù)有以下幾個明顯的局限性：（i）無損實驗必須在結(jié)構(gòu)響應(yīng)的塑性范圍內(nèi)，彈性模量才能被預(yù)

5、估；（ii）剛度退化對可測位移（敏感性分析可以證明）不產(chǎn)生影響的地方屬于壩體、壩內(nèi)部和壩基范圍；（iii）裂縫和接縫的滲漏及加壓進(jìn)水和結(jié)構(gòu)因素一樣是最基本的危害，它們很難通過全面逆分析來確定，同時需要各種監(jiān)測，最基本的監(jiān)測是目視檢查。這些情況在原位測試中常使用在必要的地方，像（b）所提及的那樣。在本文中，如果雷達(dá)設(shè)備齊全并且它可以在六個月中測出大壩位移，那么以周期性靜水荷載為基礎(chǔ)的診斷技術(shù)（e）是可以研究出來的。所要考慮的外部影響一般有

6、水位從最高降至最低的波動和由夏至冬的溫度變化，在時間上來說這兩種因素都是周期性的。在第 2 部分中，國際大壩委員會基準(zhǔn)研討會【11】提到的混凝土重力拱壩被作為事例，我們在通過幾何學(xué)和材料性質(zhì)來它的同時也用有限元方法對它進(jìn)行建模。第 3 部分進(jìn)行初步的熱分析，它利用了年周期性的合理假設(shè)并由簡要的傅里葉級數(shù)展開進(jìn)行了有效計算。第 4 部分描述了整體熱彈性模型。第 5 部分包含了以大壩內(nèi)部溫度測量為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化程序的介紹和應(yīng)用，它是由不同學(xué)者

7、對混凝土壩簡化的熱邊界條件建立的評估公式。第6 部分介紹了損傷診斷問題。逆分析程序在數(shù)值上得以確認(rèn)，它建立在已知虛擬實驗數(shù)據(jù)模擬基礎(chǔ)上。為損傷定量尋求的參數(shù)是一些分散在大壩區(qū)域的彈性模量，一般來說每一個都是。損傷鑒定一般是通過一批一階優(yōu)化（“信賴域算法” ）處理方式進(jìn)行。鑒于目標(biāo)函數(shù)沒有凸性，它的解決方案是受阻的，同時，為了避免局部最小化我們要采用不同的初始化。測量的隨機不確定性一般要考慮在內(nèi)而且它們的評估結(jié)果一般由蒙特卡羅法隨機量化。