基于参数离散化的梁式桥损伤识别方法

针对梁式桥提出了一种基于参数离散化的损伤识别方法,并以结构动力指纹、实测位移、速度、结构刚度矩阵及其影响矩阵为变量,提出了全面损伤指标I1和精准损伤指标I2,通过数值模拟和实桥试验验证了该损伤识别方法的敏感性和抗噪性.结果表明,损伤指标I1和损伤指标I2均能有效实现梁式桥的损伤识别,且损伤指标I1具有更好的损伤敏感性和抗噪性,而损伤指标I2相对漏诊的可能性较低.在新沂河大桥损伤识别中,损伤指标I1能基本拟合梁式桥裂缝分布,较全面地反映出桥梁的损伤概况;而损伤指标I2对梁式桥中的重大损伤更为敏感,对于桥梁重大病害损伤识别的抗干扰性较高,能较准确反映桥梁结构的主要损伤.基于参数离散化的损伤识别方法可从本质上揭示梁式桥刚度损伤的数学形式,有效应用于梁式桥损伤识别中.

利用模态试验参数识别结构损伤的神经网络法

利用结构位移模态试验和应变模态试验参数和神经网络方法对结构损伤定位和定量辨识问题进行了研究。为获得对结构损伤更加敏感的结构损伤识别指标，在分析现有识别指标的基础上，提出了用于神经网络方法的六种基于结构模态试验参数的损伤识别指标，并对它们进行了实例识别和比较研究。它们均能对结构的损伤进行预报，其中应变类型的损伤识别指标对结构损伤的敏感度比位移类型的损伤识别指标高。

基于小波包能量分布和大小变化的结构损伤识别对比分析

为了对比基于小波包能量分布变化和大小变化的损伤识别指标对结构损伤的识别能力,从数理统计特性出发,以小波包能量特征向量均值改变量、标准差改变量、均值改变量曲率和标准差改变量曲率作为损伤识别指标,选用三层空间钢框架结构为研究对象,采用有限元软件ABAQUS建立不同损伤工况下的三维有限元数值模型,并进行动力时程分析,研究在冲击荷载作用下四种指标的识别灵敏度以及小波包分解层数、小波基函数和环境噪声对损伤识别结果的影响。结果表明,四种指标都能较好识别结构损伤;小波包分解层数和小波基函数的选取对识别结果影响较小;面对环境噪声的干扰,特征向量均值改变量和标准差改变量比均值改变量曲率和标准差改变量曲率作为损伤识别指标更具有鲁棒性。

基于时程曲率差法的简支梁损伤识别

提出时程曲率这一概念,运用折减刚度法模拟简支梁的不同位置、不同程度的损伤,得到结构典型位置在匀速移动荷载作用下的时间历程动位移响应,利用结构损伤处时程位移响应曲率幅值出现突变的特点,取时程曲率差的绝对值作为结构损伤识别指标来识别结构损伤位置。相对于传统桥梁损伤识别方法,时程曲率差法可人为设置采样点,高频连续采集,不会受限于测点数量及测点布设位置的影响。

基于不同粒径分布尾砂的充填体强度及损伤特性研究

为探究尾砂粒径分布对充填体强度和损伤特性的影响,对超细尾砂(中值粒径D_(50)=10.1μm)、细尾砂(D_(50)=37.1μm)和粗尾砂(D_(50)=121.31μm)充填体开展单轴压缩试验、扫描电镜试验和数字图像相关(digital image correlation,简称DIC)试验,分析其强度特性和微观结构特征,并基于尖点突变理论,采用小波包技术构建充填体损伤识别指标,量化分析充填体损伤特性。研究结果表明:充填体强度和弹性模量随尾砂D_(50)的增大呈先增大后减小的趋势,但随着料浆浓度的升高,尾砂粒径对充填体强度和弹性模量的影响减小;相对超细尾砂和粗尾砂充填体,细尾砂充填体粗、细颗粒结合紧密,孔隙度最低,微观结构致密性最好;定义能量变化率(energy change rate,简称ECR)突变点为试件损伤突变的阈值,用于区分试件稳定损伤阶段和加速损伤阶段,其中,超细尾砂、细尾砂和粗尾砂充填体分别在峰值应力的92.83%、92.31%和72.93%处发生损伤突变;随尾砂D_(50)的增大,充填体破坏模式由剪切破坏向张拉破坏转变,破坏时ECR由20.65%增大为28.25%,损伤破坏程度逐渐加重。研究结果为改良矿山尾砂颗粒级配,进而提高充填体强度奠定了基础。

基于希尔伯特损伤特征向量的挡土墙结构损伤诊断

为了诊断挡墙结构损伤,通过希尔伯特-黄变换对激励作用下挡墙结构动力响应间虚拟脉冲响应函数进行希尔伯特边际能量谱分析,筛选出对损伤较为敏感的特征频段,基于特征频段创建希尔伯特损伤特征向量,并提出损伤识别指标:能量比变异系数。基于损伤特征向量及损伤指标,提出了一种用于挡墙结构的损伤诊断方法,即通过损伤特征向量判别挡墙损伤状态,通过损伤指标走势曲面图诊断挡墙损伤位置,通过损伤指标与损伤程度间的定量关系识别挡墙损伤程度。对某桩板式挡墙进行了动力测试,验证该损伤诊断方法的可行性及有效性。结果表明:当挡土墙无损(无钻孔)时,损伤特征向量为零向量;当挡土墙有损(有钻孔)时,损伤特征向量为非零向量。通过损伤特征向量可判别挡墙损伤状态。局部损伤导致损伤指标走势图出现较大起伏,走势图峰值坐标即为局部损伤中心。建立了损伤指标与挡土墙损伤程度间的定量关系式,已知损伤指标可反算出损伤程度。该损伤诊断方法可敏感判别挡墙损伤状态、有效诊断损伤位置及定量识别损伤程度。