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面向损伤诱因反演的内河架空直立式码头群桩应变监测方法研究
| 论文题名： | 面向损伤诱因反演的内河架空直立式码头群桩应变监测方法研究 |
| 关键词： | 架空直立式码头;群桩基础;应变监测;损伤诱因反演 |
| 摘要： | 内河架空直立式高桩码头具有适应大水位变幅、泊稳条件好、装卸效率高等优点,是内河大型码头的主要结构型式，但在土体滑移、地基不均匀沉降、不规范靠泊、超载、风浪流等不良诱因作用下，易引起码头病害甚至造成结构倾覆。现无对码头结构损伤不良诱因作用反演的研究，目前无法对码头不良诱因作用进行前期识别预警。 本文针对面向损伤诱因反演方向的内河架空直立式码头群桩应变监测方法进行研究，主要工作内容如下： （1）开展了面向损伤诱因反演的监测需求分析。在神经网络反演模型的基础上总结了基于随机森林损伤诱因反演方法。依托实际工程建立数学模型，研究了不良损伤诱因作用下群桩轴向应变变化，进行了面向损伤诱因反演所需的监测需求分析和适应性研究，确定了面向损伤诱因反演监测方法所需的监测精度、测量范围、灵敏度等指标。 （2）根据面向损伤诱因反演的监测技术要求，针对光纤光栅温度补偿误差较大、应力疲劳可靠性难以评估等问题进行了研究，总结了考虑系统温度效应的温度补偿方法，大大降低了温度引起的应变监测误差；总结了光纤光栅应力疲劳可靠性试验方法，获得了光纤光栅应变传感器在港口和码头应用场景下的应力疲劳极限传感寿命，并评价了光纤光栅传感技术在码头长期监测中的适应性。 （3）开展了损伤诱因反演物理模型试验，构建了基于光纤光栅的损伤诱因反演监测传感网络。结合实际工程，完成了物理模型的设计，包括模型材料确定、材料参数的确定、模型材料的换算、模型的制作、加载的设计及测点的布置，对物理模型施加等效损伤诱因荷载，分析了物理模型试验下靠江侧和靠岸侧桩基轴向应变分布。 （4）建立了基于随机森林的损伤诱因反演模型，并对反演效果进行了分析。以物理模型试验中前排第3榀桩基靠江侧5个连续轴向应变为反演输入源，构建基于随机森林的反演模型，输出为损伤作用类型、作用位置、作用强度。对反演模型进行评估，训练集和测试集参数结果显示反演模型准确度较高。并且通过随机抽样50个样本进行反演预测，得到反演结果较为精确。说明随机森林反演模型能够对物理模型水平作用和竖向作用的类型、位置、强度进行较为准确的预测。 |
| 作者： | 周斯捷 |
| 专业： | 智能化监测 |
| 导师： | 周世良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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