基于强震记录的水口混凝土重力坝模态分析

文章根据水口水电站混凝土重力坝强震观测台阵在四次不同地震中的地震记录资料,采用ARX模型和频谱分析法对重力坝的动力特性进行研究。论文推导并验证了多输入单输出ARX模型的适用性与有效性,研制了相应的计算程序,并首次将该方法运用于重力坝的模态识别。识别的模态频率和阻尼比与传统的峰值点拾取法基本一致,也与有限元法计算结果接近,说明结构的自振频率和阻尼比主要是由结构本身特性所决定的,表明ARX模型识别的动力特性是正确的,且能避免峰值法求解过程平滑处理和傅里叶变换容易导致在频率较接近的地方出现频率遗漏的现象,可应用于其它结构的模态识别。识别的阻尼比均小于5%,表明几次地震过程对大坝的影响不大,坝体仍在线弹性范围内。

基于自然激励技术和HHT变换的重力坝模态分析

在自然激励技术和 Hilbert-huang变换相结合的基础上，利用水口水电站的强震监测资料，对水口混凝土重力坝进行模态参数识别。发展了将带通滤波技术与该时频域模态识别技术相结合的方法，有效地避免了信号分解时所产生的频率混杂现象，从而提高了参数识别精度和可靠性。首先利用结构动力学的简例验证了该方法的正确性，然后将该方法应用于混凝土重力坝的模态识别问题。计算结果表明，采用本文的时频域 HHT＋NExT方法识别的重力坝模态频率稍大于传统的频域峰值点拾取法和时域 ARX法，与有限元计算结果更为接近，识别的阻尼比也稍大于峰值法和 ARX法，略小于水工抗震设计规范规定取值范围5%～10%的下限5%。