1、隨著水利水電工程高水頭、大流量泄水建筑物的大量興建及工程結構趨于輕型化，水流誘發(fā)的結構振動問題將會更加突出，嚴重情況下就有可能造成結構損傷，甚至結構功能的失效。因此，開展基于泄流振動響應的水工結構損傷診斷與健康監(jiān)測研究，對于保障泄流結構安全運行具有重大的現實意義。本論文結合工程實例，對泄流激勵下的典型水工結構進行以下三個方面的反問題研究：
　　 (一)泄流激勵下水工結構工作模態(tài)參數辨識研究。針對原型動力試驗激勵難的問題，本文結合

2、環(huán)境激勵的特點，直接根據水工結構在工作環(huán)境激勵作用下的動力響應去識別結構的模態(tài)參數。(1)提出一種利用特征矩陣奇異熵增量對動態(tài)系統進行系統定階及對工作模態(tài)參數辨識的ERA方法，解決了動態(tài)系統定階難的問題，揭示了結構在工作狀態(tài)下的模態(tài)階次及模態(tài)特性；(2)在SSI方法的基礎上，提出用“三步法”流程對結構模態(tài)參數進行更為精確識別。即第一步，用奇異熵增量對系統進行定階，使得定階的界線更加清晰和穩(wěn)定；第二步，利用改進的穩(wěn)定圖對虛假模態(tài)進行剔除，

3、使得參數識別的結果更為準確可靠；第三步，將各階模態(tài)參數識別結果進行平均處理，最終得到更為精確的識別結果；(3)對拉西瓦拱壩水彈性模型(1:100)、三峽溢流壩及其左導墻進行了大規(guī)模全面的正常運行狀態(tài)下的振動測試，并將本文提出的基于泄流激勵的模態(tài)參數識別理論應用到上述大型水工結構的工作模態(tài)參數識別中，對其工作性態(tài)進行評估。
　　 (二)泄流激勵下高拱壩振源時域識別研究。高壩泄流誘發(fā)壩體振動的振源識別一直是水利界所關心的課題之一。在

4、對水工結構進行安全評估時，有必要通過有限個測點的動態(tài)響應，反分析作用于整個結構的激振源特性。本文在小波理論、結構動力學及隨機振動理論的基礎上，提出了一種基于小波正交算子變換的多振源反分析方法，并結合水工結構的特點，探討了進行振源識別時所需注意的關鍵技術問題。以拉西瓦拱壩水彈性模型為研究對象，通過有限個測點的動位移實測值，反分析各等效激勵荷載時程，進而對拉西瓦拱壩的流激振動進行全面評估，為拱壩結構的動態(tài)監(jiān)測和損傷診斷提供了基礎。
　

5、　 (三)泄流激勵下水工結構損傷診斷研究。鑒于國內外學者對基于泄流振動響應的導墻及弧形閘門結構的損傷診斷研究尚處于空白，本文對這兩類結構進行了如下研究：(1)提出了基于泄流振動響應的導墻損傷診斷方法，該方法較以往采用長期靜態(tài)位移觀測方法，可以更及時、準確地識別結構的整體安全性態(tài)，有其獨特的優(yōu)勢；以某大型水電站導墻為研究背景，進行了基于泄流振動響應的損傷診斷，并提出了該導墻的頻率安全監(jiān)控指標。(2)以嘉陵江新政航電工程表孔雙斜支臂弧形閘