PDF《如 设计》

) I 太坝观测与土工测试如设计 第20卷 第 3期 大坝水平变形 监测网观 测方案的优 化 设计 一OPTI M I ZATI ON DESI G N OF OBSERVATI O N M ETH OD oF DAM HO RI gONTAL DEFO RM AT1

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0 NI TO R NETW ORKS 堕笪医 Lu Fu m i n ( 葛洲 坝水 电工程 学院.

湖 北宜 昌)(Ge z h o u b a I n s t i t u t e o f Hy d r o e l e c t r i c En g i n e e r i n g,Yi c h a n g,Hu b e i ) 【 摘要】详细讨 论 了大坝 水平变形 监刹网观 测方案的优 化设计方法.这种方法将精 度、可靠 性和灵敏度三十指 标综合加以考 虑,以工作 量最小作为目标 函数 , 用线 性规 划法求解最 佳现l刹方案【关键词】精度可靠性 灵敏度优化设计1引言 现有 控制网的优化设计一般仅仅考虑精度准则 和可 靠性准则对于监测网,仅 仅考虑这些准则是不够的.因为 变形监测的目的 就是证明监 测对象是否存在显著的变形.与一 般的控制网 相比,监 测网的最 主要 特点就是具有周期性和方向性 , 即通 过多期观测来发现建筑物在某一特 定方向上 的变形,对 于大坝而言,人 们 主要 关心垂直于大坝坝体方向的 变形,而 监测网具 有发现某一特定方向上 变形的能力即监测网的灵敏 度应作为变形 监测网优化设计的重要指标 因此 . 对 于大 坝水平变形监测网而言,不仅要考虑 精度准则和可靠性准则,而 且要考虑灵敏 度准则,只 有这样,所 设计的监测网才具有实际意 义2变形监测网的质量准则硬其约束条件的形成测量控制网优 化设计的目的 就是要使控制网具 有较 高舸质量 . 为 了衡量控制网的质 量, 需刭稿时间fl994―05一l4**本 文得到 电力工韭 部 电力高枝青 年教 师学术基 金的资 助要提出若 干 准则 . 目前 对控制网的质量 应从以下几个方面考虑 : (

1 )控制网的精 度;

(2)控制 网的 可靠性;

(3)控制网的费用}(4)控制网的灵敏 度(对变形监测网).测量控制网的优 化设计过程,就 是 围绕 上述指标,根 据实际用途 ,选择 其最 合理的布 网方案和观测方案 .

2 .

1 精 度及 其约 束条 件的形成设有精度准 则矩阵Qi ,其中Qi可 以用 一定的方法 加 以构 造 .对 于 工程 控制 网和 变形监测网一般用奇异值分解的方法构造准则矩阵Qi .其构造方法如下:首先取初始观测权阵 P. = f ,,

求得初始 因数 阵Q一(AP. A) , 其中为某 一常数,,

为单位 阵,A为 图形矩阵 , 然后对 Qx进行 谱分解,得Q=S^S(1)其中^=d i a g( ^, : . … , ,

0 , … , O )为谱 矩阵,且 一・= = O, ^ ~ 为的个非 零特征值,为由相应 的特征向量组 成的正交矩 阵.K―R( ) , 即等 于Q的秩.砭六年㈣, ) 弛⑧ 维普资讯 http://www.cqvip.com 陆付 民太坝水 平变 形监 测罔 观测 方案 的优 化设 计33我们 可以将 Q 理 解为 一个 t 维超椭球 . 其一各半轴之 长为√ .( ―l ~ ) , 以这个初始 的超 椭球 为基础,可以构 造 出所 需要的理想超椭球.一其方法是 改变初始超 椭球 的半 轴√(即 改变相应元素的精度 ),缩 减较 大的特征 值 ,从 而改善网的总体精度.缩减 特征值 的方 法有两种 ,其中一种方 法是缩减除最小非零特征值以外的所有非零特征值,即 : ^ = . 一(一九) (

2 ) 以上 缩减特征 值 的方 法 基本 上保持超椭球的形 状不变.缩减后的谱矩阵为A―d i a g( . . … ", , 0, …

0 ) 则得准则矩 阵Qi― S A S (