混凝土水坝是水利工程中不可或缺的一部分,对其在服役期间进行损伤识别是至关重要的。以Koyna混凝土重力坝的灾害为例,采用复合材料对坝体的薄弱部位进行抗震加固,并提出相应的损伤指标对加固方案进行评价。基于坝体结构的振动数据,提出了一种可以对其损伤情况进行描述和识别的方法,本文主要研究内容如下:(1)混凝土结构一旦产生裂缝将对其正常使用造成严重的影响,对结构采取相应的加固措施可以有效地抑制裂缝的产生。提出采用钢纤维混凝土对混凝土重力坝进行抗震加固,并设计了三种加固方案。建立了采取加固措施的Koyna混凝土重力坝有限元模型,通过数值分析得到其在地震作用下的损伤分布情况。将采用三组加固方案的坝体与未进行加固坝体的损伤分布图进行对比分析,从而分析各组加固方案对于混凝土重力坝抗震性能的增强效果。(2)为了对混凝土重力坝的抗震性能进行评价,提出了基于希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)的混凝土重力坝损伤指标。对坝体在地震作用下的响应信号进行Hilbert变换,得到了Hilbert时频曲线。综合分析信号幅值与频率的影响,提出了基于HHT的结构位移频谱差损伤指标识别模型。通过有限元数值模拟得到的坝体在地震作用下的损伤面积,验证了该损伤指标可以准确地对坝体的抗震性能进行评价。(3)采用基于HHT的混凝土重力坝损伤指标仅能对结构的损伤程度进行评价,为了得到坝体结构在地震作用下更为全面的损伤信息,提出采用分频加权最小二乘方法对结构的模态参数进行识别,从而对结构的损伤情况进行描述。通过数值算例验证了分频加权最小二乘方法的对结构模态参数识别的准确性。结果表明:本文提出的方法可以更加精准的对结构的模态参数进行识别,并且以普通克里金插值作为权值的最小二乘方法的识别精确度更高。(4)将分频加权最小二乘识别方法扩展应用至时变体系,根据识别的坝体固有频率时程,可以对结构损伤发展过程进行描述;通过坝体在发生损伤前后所识别的归一化振型的改变,可以确定结构的损伤位置。最后对Koyna混凝土重力坝的地震响应进行数值模拟,通过得到的坝体损伤演化过程验证了损伤识别结果的准确性。