地震是一种常见的且破坏性极大的自然灾害。工程结构在遭受地震作用时,往往会出现不同程度的损伤,及时识别结构的损伤程度和损伤位置可以有效地减少人员伤亡和财产损失。目前应用较广的方法均是从结构振动途径来分析结构的地震损伤,但这些方法均有一定的局限性,很难准确识别结构的损伤。本文以地震波干涉法为工具,对结构线弹性阶段及非弹性阶段的相关动力特性进行识别,同时也对结构在地震作用下的反应预测进行了相关研究。地震波干涉方法不同于传统的基于模态的识别方法,它是一种以波传播理论为基础的损伤识别方法。它可以利用结构在一次地震中不同位置处传感器记录到的反应数据,识别得到结构内传播的剪切波的波速。波速与结构自身特性密切相关,结构刚度越大,波速越大。当结构发生损伤时,结构刚度发生变化,波速也会相应发生变化,因此可以通过识别波速变化情况来判定结构的损伤情况。相较于基于模态的损伤识别方法,地震波干涉方法具有以下优点:(1)具有较好的稳定性;(2)对土—结构作用不敏感;(3)可以识别局部损伤。本文的主要研究内容及结论如下:(1)从理论上分析了几种地震波干涉方法性质特点,对一栋20层框架结构的5次地震反应进行研究,采用互相关方法、反褶积方法(直接法、非线性最小二乘法(LSQ)拟合算法)识别了剪切波波速、自振频率,阻尼比等特性,发现反褶积方法在精度和稳定性上要比互相关方法效果更好;通过Open SEES软件建立数值模型以获取结构非弹性反应数据,采用反褶积干涉方法识别了剪切波波速及自振频率的变化情况。当地震动峰值加速度由0.1g增大到0.7g时,波速衰减了26%,结构一阶自振频率衰减了31%;(2)以脉冲响应函数IRFs为工具,利用一次地震中结构顶层记录到的加速度时程反应来实现对结构其它层反应的预测,同时比较了分别采用基于实测记录干涉的IRFs、基于解析的IRFs以及基于LSQ拟合的IRFs三种方法进行反应预测的效果。在三种方法中,采用基于实测记录干涉的IRFs预测效果最好,误差仅为10%左右。