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结构健康监测是一门新兴学科,通过对结构进行长期监测,可以及时发现结构中存在的安全隐患,避免重大事故发生。目前,结构损伤识别参数的提出和证明多基于单一构件或简单结构,结构的损伤监测多集中在桥梁和高层结构,对于大型地下结构则很少涉足。
因此专门针对大型地下结构,提出和证明相应损伤定位参数,并进行损伤定位方法的研究具有重要的理论和现实意义。
首先,本文对有限元建模过程中的钢管混凝土柱的模型简化问题做了详细地分析,推导了土弹簧的刚度系数,准确地建立了整个分析对象的结构有限元模型。
其次,对结构进行模式分类,将整个结构损伤定位系统分为钢管混凝土柱损伤定位系统、地下连续墙损伤定位系统和梁板损伤定位系统。在钢管混凝土柱损伤定位系统中,推导并证明了模态应变能变化率作为损伤定位参数,利用其进行钢管混凝土柱的损伤定位,取得了很好的效果;在地下连续墙损伤定位系统和梁板损伤定位系统中,基于曲率模态振型提出了损伤定位参数,并利用其进行地下连续墙和梁板损伤的初步定位,通过多种损Zi伤算例证明,在大型地下结构中利用作为板式构件的损伤定位参数,可以有效地确定损Zi伤发生的大致区域。
最后,建立了RBF 神经网络,接力地下连续墙损伤定位系统和梁板损伤定位系统所得成果,对损伤进行精确定位。这种两步损伤定位法,既发挥了损伤定位参数的优势又解Zi决了神经网络法中训练样本规模庞大问题。
本文对结构的梁、板、柱及地下连续墙不同位置发生损伤进行了多种算例的计算,应用上述三个定位系统和神经网络成功地实现了对大型地下结构的损伤定位,验证了所述方法在大型地下结构损伤定位中的准确性和有效性。