台风作用下大坝全息特征融合感知理论和方法研究

台风具有发生频率高、突发性强、影响范围广、成灾强度大等特点，台风及其致灾因子对大坝的作用效应表现为突变荷载和冲击荷载，具有极强的瞬态性和不确定性。基于对台风频发典型地区大坝安全性态的调研，针对台风近地特性参数的不确定性，分析表征台风近地特性的特征参数，并挖掘影响大坝结构动力响应的大坝致灾驱动力因子。采用最大熵和贝叶斯理论研究台风致灾因子的定性数据和常规自变量因子的定量数据的数据融合模型。结合台风作用下的大坝监控模型因子间的多重相关性与非模型式数据内涵的盲性分析，建立特征融合模型。基于角动量收支方程，结合涡度收支方程和加卸载相应比理论，研究台风作用下大坝作用效应增强与维持判据。在此基础上，构建证据感知模型，实现台风作用下的大坝全息灾变转异特征识别与决策。该研究对评估水利工程在台风等极端事件下的脆弱性、指导台风作用下水利工程的防灾减灾工作，具有重要的理论和现实意义。

台风可对大坝造成严重的影响。本项目研究了台风作用下大坝全息特征融合感知理论和方法中的一些关键问题。基于实测资料，借助不完备信息系统的约简方法得到台风对大坝性态的主要驱动力因子为风速、中心气压和大坝距离等三项；基于复合极值分布理论推导得到了台风作用下大坝性态全息数据融合值的理论公式，建立了多源信息数据融合模型，通过实例验证了所提出的理论和模型可行性；建立了基于影响因子组合法的台风作用下大坝多源信息监控模型和基于最大熵理论的贝叶斯监控模型，以此拟合得到了水库工程区的降雨量，对比实测资料表明两种模型各有优缺点，但都具有较好的实用性；引入加卸载响应比理论，提出了台风作用下大坝库水、波浪加卸载响应比的计算方法，建立了台风作用下大坝安全效应增强和维持判据的评判准则，通过工程实例验证了所提出的方法和模型的可行性和可靠性；建立了基于D-S证据理论的台风作用下大坝工作性态特征融合模型，导出了单个特征指标指数功效函数数学表达式，建立了台风作用下大坝工作性态特征指数功效函数感知模型，以工程实例说明了模型的应用流程。本项目的研究成果得到了学术界的认可，公开发表的相关论文19篇，并被多次引用，培养研究生2名。