我国是一个水力水电大国,每个大坝在设计的使用期内,很有可能出现各种病害,这些病害若不及时发现,任其发展,轻则影响水电站设计功能的发挥,重则可能造成坝溃厂毁,殃及下游的人民的生命财产。因此,有必要适时的对它们进行安全监测和损伤分析。 本文首先设计一座假想的单曲拱坝,然后根据相似理论,在实验室制作模型进行试验,试验不仅模拟了完好状况下的拱坝,而且还通过加载方式较真实的模拟了不同损伤裂缝程度下的拱坝,并且完成了各种不同状况下的动力特性测试,主要是频率和模态。分析表明,裂缝损伤对结构的刚度影响是显而易见的,并且损伤越大动力特性变化越明显。其次,利用大型通用有限元软件ANSYS建立实际单曲拱坝的数值模型,完好数值模型以及裂缝损伤在数值模型中的模拟都通过与试验模型对比,得到了验证是合理正确的。并进行三种裂缝损伤状况模拟,然后进行模态分析,计算出前十阶的频率和模态。数值计算动力特性表明,得出与模型实测一样的结论。最后,利用统计神经网络方法进行大坝的损伤存在检测,并用可能性来描述识别损伤存在的把握性,对试验模型的实测数据可以准确地识别出损伤的存在,而对数值模型计算结果通过加噪声处理后,仍旧可以满意地识别出来。 本文的试验及数值模拟研究进一步证实,根据结构动力特性测试及采用一些新奇检测识别方法进行混凝土大坝的损伤检测是完全有可能的。当然,这一方法在实践中的运用还会受到环境因素、仪器精度等的限制。