徐小枫， 黄耀英， 徐 耀， 何一洋， 颜 剑

(1.三峡大学 水利与环境学院， 湖北 宜昌 443002； 2.中国水利水电科学研究院 材料研究所，北京 100038； 3.湖北汉江王甫洲水力发电有限责任公司， 湖北 襄阳 430048)

1 研究背景

裂缝是水工混凝土结构常见病害之一。对于带宏观裂缝运行的水工混凝土结构，裂缝的工作性态直接关系到整个结构的安全状况，是判定结构稳定性的一个重要指标。为了掌握混凝土裂缝的工作性态，工程上常通过安装裂缝计组对裂缝的开合度和错动量进行实时监测。由于工程现场条件复杂，实际混凝土裂缝会受到水压、温度和时效等多种因素的综合影响。因此，建立准确的混凝土裂缝开合度数学监控模型，对裂缝开合度性态进行定量分析评价和预测具有重要的意义。

目前，基于传统混凝土变形统计模型[1]所建立的数学监控模型被广泛应用于变形预测[2]、参数反演[3]等工作中。其模型形式通常包含了温度分量、水压分量和时效分量等。然而，由于传统统计模型一般只考虑温度的线性影响而忽略了实际效应量与环境因子之间复杂的非线性关系，导致温度分量存在欠拟合的问题[4-5]。研究表明，温度荷载是使大体积混凝土产生裂缝的主要驱动力[6-7]，混凝土裂缝的形成和扩展对温度变化十分敏感[1]。然而，关于考虑温度非线性影响的混凝土裂缝开合度统计模型的研究很少。此外，近年来，为进一步对统计模型的预测性能进行改进，相关学者探索了利用混沌理论对统计模型的残差序列进行分析预测的方法[8-10]，并认为残差时间序列含有混沌特性，从而通过建立混合模型来改善统计模型的预测效果。……