水利水电技术(中英文)第54卷2023年第6期WaterResourcesandHydropowerEngineeringVol.54No.6张宏洋,韩鹏举,马聪,等.基于改进粒子群算法的土石坝动力参数反演研究[J].水利水电技术(中英文),2023,54(6):110-123.ZHANGHongyang,HANPengju,MACong,etal.Researchonbackanalysisofdynamicparametersofearth-rockdambasedonimprovedparticleswarmoptimizationalgorithm[J].WaterResourcesandHydropowerEngineering,2023,54(6):110-123.基于改进粒子群算法的土石坝动力参数反演研究张宏洋1,2,韩鹏举1,马聪1,陶元浩1,李桐1,丁泽霖1,2,韩立炜1,2,张先起1,2,张宪雷1,2(1.华北水利水电大学水利学院,河南郑州450046;2.黄河流域水资源高效利用省部共建协同创新中心,河南郑州450046)收稿日期:2022-08-22;修回日期:2022-10-12;录用日期:2022-11-14;网络出版日期:2023-01-06基金项目:国家自然科学基金项目(51609087,51709114);2021河南省高等学校重点科研项目(21A570001)作者简介:张宏洋(1981—),男,副教授,博士,主要从事水利工程试验及数值模拟方面的研究。E-mail:zhyncwu@163.com通信作者:丁泽霖(1983—),男,副教授,博士,主要从事水利水电工程模型试验方面的研究。E-mail:zzstar_ncwu_hs@163.comⒸEditorialDepartmentofWaterResourcesandHydropowerEngineering.ThisisanopenaccessarticleundertheCCBY-NC-NDlicense.摘要:【目的】针对现有土石坝本构模型参数较多,参数反演分析工作量大,且在动力参数反演模型算法中存在的智能算法容易陷入局部极值、神经网络计算精度依赖于样本的训练效率、反演参数精度低等问题,【方法】基于正交试验法,以坝体顺河向、坝轴向和竖直向三向加速度反应作为试验指标,对紫坪铺面板堆石坝进行动力本构模型参数的敏感性分析,定量分析各参数对坝体加速度分布的敏感性,为土石坝动力有限元分析时空间赋值模型参数的选择以及后续反演分析提供依据。将粒子群算法与云理论中的正向高斯云算法相结合,通过高斯云模型对陷入局部最优的粒子进行变异操作,以避免算法早熟收敛的问题,并利用地震实测响应信息对坝料动力参数进行反演。【结果】结果表明:紫坪铺面板堆石坝的坝料动力参数中k2、n、λmax是对坝体加速度反应敏感性最强的3个参数,基于反演参数对坝体进行动力分析结果与实际地震响应较为吻合,三个方向的最大绝对加速度均发生在坝顶中部附近,在坝轴向最为剧烈,顺河向次之,而竖直向反应最弱。【结论】通过定量分析参数敏感性以确定待反演参数,可...
