我國水能資源居位,開發的在西南的金沙江、瀾滄江、雅礱江、大渡河等干支流以及西北的黃河上遊,這些河流具有高水頭、狹窄河谷、大流量、地質條件復雜等特點。在該地區修建高壩大庫,其單寬河床的洩洪功率往往很大,達到國外同類工程的幾倍甚至十幾倍,因此,大型水利工程結構洩流問題十分突出,是我國水利水電工程建設中需要解決的關鍵技術難題之一,且國外沒有成功的經驗可以直接借鋻。為加強該方面的研究,國家已將“重大災害監測和防御”、“重大生產事故預警與救援”列入國家中長期科技發展規劃的“公共”領域及其優先主題。因此,如何通過一定的技術手段對結構的健康狀況作出合理科學的評估和監控,並采取相應的措施以保證病害結構的運行,已成為一個亟待解決的問題。提高大型水工結構洩流主要有以下兩種途徑:一是通過優化洩水建築物的設計,提高其儲備;二是實施有效的監控、檢測和科學診斷,避免災難性的事故發生。目前,種途徑所采用的理論基礎比較成熟,工程應用較多;第二種途徑所采用的理論涉及多個學科領域,具有一定的學科交叉和融合特征,是水利工程學科研究中的和難點之一。模態參數的準確辨識是對結行在線損傷診斷和狀態監測的難點和核心之一。高壩等水工結構洩流過程是水流一結構復雜的耦聯動力體繫,常規的靜態監測手段缺乏能對其實施在線無損動態檢測和損傷診斷的理論方法和關鍵技術。鋻於傳統的動力測試方法難以在大型水工結構原型上實現,本書根據環境激勵的特點,探索研究以洩流激勵為繫統輸入、結構振動響應為輸出的水工結構工作模態參數辨識理論,從數模與理論、模型試驗、原型觀測三方面研究大型水工結構的實時工作模態,分析結構動力特性參數,探究結構運行敏感性指標,建立水工結構洩洪振動的狀態監測繫統,為高壩結構的運行提供理論依據和技術。 |