我国碾压混凝土筑坝技术的不断向着高坝发展,与传统常态混凝土不同,碾压混凝土坝在建筑材料以及施工方法等提出了更高的要求,导致在设计和施工过程与传统坝体建设有很大区别。其中,碾压混凝土坝在复杂的泄流作用下会引起结构的剧烈振动,甚至共振引起破坏。开展坝体材料分区研究进而改善坝体应力分布性态,同时,碾压混凝土结构在泄流激励条件下振动特性复杂,开展碾压混凝土坝的工作性态识别,对碾压混凝土泄流结构的设计及安全运行具有重要的知指导意义。主要内容如下:(一)碾压混凝土坝流激振动特性研究。本文利用有限元软件ANSYS,根据碾压混凝土坝的总体布置、坝体结构等,确定碾压混凝土坝数值模拟的相关参数,建立碾压混凝土坝的数值模型,计算得到碾压混凝土坝的模态特性以及动力响应特性。同时,建立不同材料分区的碾压混凝土坝数值模型,在固定工况下将模型试验测得的水动力荷载加载数值模型上,计算碾压混凝土坝在运行期的坝体动应力和动位移,对比分析碾压混凝土坝体应力及位移结果,并根据相关标准判定碾压混凝土坝的动应力和动位移,得出有利于坝体稳定性的分区规律。(二)碾压混凝土坝模态识别。环境激励下坝体的模态识别仅需要结构响应数据,不需要施加在结构上的荷载。同时,环境激励下的模态识别方法较传统的模态识别方法具有成本低、不影响结构正常工作、无需人工激励等优点。本文通过水弹性试验获得的碾压混凝土坝动位移时程数据,对碾压混凝土坝进行模态参数识别,与有限元模态参数对比,验证算法的适用性,选择出相对较好针对于碾压混凝土坝的模态识别方法。主要应用时域数据预处理算法NEx T以及集中基于环境激励的模态参数识别方法(ITD法、STD法、Prony法等)。