土木工程結(jié)構(gòu)健康診斷中的統(tǒng)計(jì)識(shí)別方法綜述

李宗翱

鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院（450001）

土木工程結(jié)構(gòu)健康診斷中的統(tǒng)計(jì)識(shí)別方法綜述

李宗翱

鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院（450001）

這里對(duì)土木工程構(gòu)造健康診斷中的統(tǒng)計(jì)識(shí)別方式進(jìn)行了表述，對(duì)識(shí)別統(tǒng)計(jì)中的統(tǒng)計(jì)辨認(rèn)法(Bayes模子修正、模型限量不定期抽檢批改)、統(tǒng)計(jì)模式辨認(rèn)辦法和幾何神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的基本實(shí)際及其在土木項(xiàng)目構(gòu)造健康診斷中的研討近況進(jìn)行了闡述,在此基本上提出了土木工程機(jī)關(guān)構(gòu)造安全診斷中統(tǒng)計(jì)識(shí)別方式關(guān)鍵計(jì)劃的題目與鉆研發(fā)展方向。

土木工程；統(tǒng)計(jì)；健康診斷

組織結(jié)構(gòu)的安全健康監(jiān)測(cè)，是采用現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)損傳感微妙技術(shù)與組織個(gè)性分析技術(shù)(包括組織相應(yīng)的影響)來(lái)探測(cè)和暗示布局狀態(tài)的老化或者損傷能夠或者將來(lái)發(fā)生的一個(gè)進(jìn)程。構(gòu)造安全健康監(jiān)測(cè)是一種在線微妙技術(shù),是能夠運(yùn)用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)關(guān)形態(tài)做出實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)評(píng)價(jià),也能夠運(yùn)用在重大地質(zhì)災(zāi)害等突發(fā)性災(zāi)難事件發(fā)作后對(duì)構(gòu)造的整體性和穩(wěn)定度快速地做出實(shí)時(shí)診斷。于是，由構(gòu)造安全健康的監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)取得和組織外形的動(dòng)態(tài),能夠?yàn)楣こ虣C(jī)關(guān)的設(shè)計(jì)考證、施工管教、平安運(yùn)營(yíng)與維修決議計(jì)劃提出重要的數(shù)據(jù)參考。

1 土木監(jiān)測(cè)

工程構(gòu)造安全健康監(jiān)測(cè)主要包括:采集系統(tǒng)各個(gè)傳感器數(shù)據(jù)和信號(hào)燈數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸與信號(hào)處理系統(tǒng)、工程整體損傷自動(dòng)識(shí)別與模型修改、工程整體布局的安全健康診斷與工程安全性能的評(píng)估系統(tǒng)。其中，結(jié)構(gòu)損傷自動(dòng)識(shí)別與模型修改對(duì)工程構(gòu)造安全健康診斷與安全性能評(píng)估具有非常重要的意義?？梢哉f(shuō),整體損傷識(shí)別與模型修改是構(gòu)造安全健康監(jiān)測(cè)的中心模式之一。

近些年來(lái),基于組織動(dòng)力特點(diǎn)觀察的損傷識(shí)別因其可以評(píng)估機(jī)關(guān)總體性、效益，兼有造價(jià)比高、易于在線實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，而成為布局評(píng)估微妙技術(shù)中最為有效的一種辦法,是組織損傷識(shí)別和安全健康識(shí)別研討的重要技術(shù)關(guān)隘與難點(diǎn)。誠(chéng)然，布局損傷識(shí)別技術(shù)在機(jī)械、航空、航天等范疇處具有較為豐碩的理論和運(yùn)用成果,但是土木工程布局作為建造工程與機(jī)械、飛翔器等體系在不少方面是存在著本質(zhì)區(qū)別的，例如土木項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的體積質(zhì)量較大、資料特點(diǎn)互異、界線前提煩雜、狀況要素很多,使得以上辦法在土木工程結(jié)構(gòu)的運(yùn)用中還遭到一定的限制。

2 平安性評(píng)估

可以運(yùn)用多種工程許可的測(cè)試方法進(jìn)行平安性的評(píng)估,對(duì)工程目前的工作外形進(jìn)行測(cè)量和勘察，并與其臨界周邊的外形加以對(duì)比，比較得出一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。勘察工程里面不同的構(gòu)造，對(duì)其評(píng)價(jià)要先有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患要有所差別。風(fēng)險(xiǎn)性能評(píng)估與牢靠性的差別，牢靠性為一種概率，而風(fēng)險(xiǎn)性能評(píng)價(jià)旨在給出肯定的平安分?jǐn)?shù)等第。對(duì)混凝土布局而言，建筑結(jié)構(gòu)的平安分?jǐn)?shù)等要根據(jù)先重后輕分成幾個(gè)等級(jí)，次要建筑物按順序分為一、二、三級(jí)。

3 建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)

3.1 振動(dòng)損傷識(shí)別技術(shù)

結(jié)構(gòu)振動(dòng)損傷識(shí)別是通過(guò)工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性檢測(cè)來(lái)確定結(jié)構(gòu)損傷的參數(shù)變化，結(jié)合現(xiàn)代測(cè)量?jī)x器，結(jié)構(gòu)損傷測(cè)量更加快速、準(zhǔn)確，通過(guò)采集的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)分析,對(duì)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)損傷識(shí)別技術(shù)的研究對(duì)建筑行業(yè)發(fā)展意義重大，以下便是當(dāng)前主要建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)識(shí)別技術(shù)。

3.2 基于建筑結(jié)構(gòu)固有頻率變化的損傷識(shí)別技術(shù)

建筑結(jié)構(gòu)的固有頻率測(cè)量是振動(dòng)參數(shù)計(jì)算模型中最易檢測(cè)的參數(shù)，參數(shù)精度高，在實(shí)際結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)中，固有頻率檢測(cè)與檢測(cè)位置無(wú)關(guān)，而且檢測(cè)頻率的誤差比檢測(cè)振型和阻尼的誤差小，但是在檢測(cè)中對(duì)于低靈敏性要求測(cè)量精度高，基于結(jié)構(gòu)固有頻率變化的損傷識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在大型結(jié)構(gòu)檢測(cè)中只能檢測(cè)出結(jié)構(gòu)存在損傷，但不能確定損傷的位置及精度，因?yàn)椴煌恢盟鸬念l率變化有可能相同。

3.3 基于建筑結(jié)構(gòu)柔度變化的損傷識(shí)別技術(shù)

基于柔度變化的損傷識(shí)別技術(shù)的前提是滿足模態(tài)歸一條件，通過(guò)分析結(jié)構(gòu)頻率函數(shù)與振型行數(shù)的關(guān)系變化情況，可以確定建筑結(jié)構(gòu)的柔度變化關(guān)系，而隨著結(jié)構(gòu)頻率不斷增大，在忽略高頻率影響的前提下，通過(guò)多次測(cè)量低模態(tài)參數(shù)與頻率變化關(guān)系，確定柔度矩陣，計(jì)算出差值矩陣中的元素變化值，再與無(wú)損傷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的柔度矩陣參數(shù)進(jìn)行比較分析，確定振動(dòng)損傷的位置。

通過(guò)結(jié)構(gòu)柔度變化進(jìn)行損傷識(shí)別技術(shù)雖然靈敏度較高，但是需要結(jié)合無(wú)損傷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中要求高，應(yīng)用起來(lái)比較困難，但是在大型結(jié)構(gòu)損傷測(cè)量中，通過(guò)測(cè)量柔度變化可以檢出結(jié)構(gòu)中存在的多處損傷。

4 結(jié)語(yǔ)

土木工程是一個(gè)重大的建筑項(xiàng)目，而對(duì)于其安全性能的檢測(cè)將決定整體建筑是否符合標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)于其系數(shù)的評(píng)估要更加到位和細(xì)致。

[1]彭細(xì)榮,李濤,路新瀛.通用土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)[J].工程抗震與加固改造,2008(01).

[2]姜浩,郭學(xué)東.基于地震激勵(lì)的混凝土橋梁模態(tài)參數(shù)識(shí)別[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2011(S2).

[3]張艷輝,郭學(xué)東,曹健.基于風(fēng)載激勵(lì)下橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別[J].遼寧科技大學(xué)學(xué)報(bào),2011(03).