導語：探求土木工程結(jié)構(gòu)損傷的辨別技術(shù)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、整體檢測技術(shù)

獲取結(jié)構(gòu)損傷信息的這種方法被籠統(tǒng)地稱之為整體檢測方法，包括：1）動力特性識別技術(shù)；2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；3）遺傳算法技術(shù)；4）模型修正技術(shù)；5）小波分析技術(shù)。下文將針對前三種技術(shù)展開深入的探討。

1.動力特性識別法

通過動力測試得到一系列動力響應(yīng)物理量（動力指紋），并根據(jù)這些物理量對結(jié)構(gòu)特性展開分析、判斷的方法即所謂的動力特性識別法或者動力指紋法。當工程結(jié)構(gòu)存在損傷問題時，其結(jié)構(gòu)參數(shù)將會發(fā)生一定的變化，進而造成與之對應(yīng)的動力指紋發(fā)生變化，然后對這些動力指紋展開分析，便可對工程結(jié)構(gòu)損傷展開相應(yīng)的識別和評估。

應(yīng)用較為廣泛的動力指紋如下：1）頻率；2）振型；3）模態(tài)曲率；4）應(yīng)變模態(tài)；5）柔度；6）頻響函數(shù)；7）模態(tài)保證準則（MAC）等。以珠江大橋的動力特性測試為例。順著大橋橋面一共設(shè)置了13個測試斷面，于各個斷面處均設(shè)置了豎向（2個）、側(cè)向（1個）加速計，以獲取起風條件下或者通船條件下大橋的振動響應(yīng)。測點布置如圖1所示。收集到相應(yīng)的數(shù)據(jù)之后，需要借助大型通用有限元結(jié)構(gòu)分析軟件ANSYS建立相應(yīng)的計算模型，并對其振動特性予以有效識別。根據(jù)識別信息便可對大橋結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷情況進行科學的判斷。

2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用得益于對人腦系統(tǒng)研究和模擬，其工作原理如下：不同狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)將會表現(xiàn)出不同的反應(yīng)，對這些反應(yīng)的基本特征進行有效提取，然后將其中的關(guān)鍵信息作為參數(shù)，并將之輸入網(wǎng)絡(luò)，與此同時，將結(jié)構(gòu)損傷信息定義為輸出量，從而建立一個損傷分類十分明確的訓練樣本集，將其送入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)展開相應(yīng)的訓練，如此一來，便可在輸入?yún)?shù)、損傷信息二者之間建立一個因果的映射關(guān)系，不僅如此，經(jīng)過訓練、調(diào)整之后的網(wǎng)絡(luò)還具備了一定的模式分類功能。最后，將相關(guān)動力參數(shù)傳輸入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，便可獲取經(jīng)過處理之后的結(jié)構(gòu)損傷信息。

以反向傳播前饋型多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為例。該模型主要由輸入層，還有若干隱含層共同構(gòu)成，其中，x1，…xn指的是結(jié)構(gòu)損傷識別指標；y1，…yn指的是結(jié)構(gòu)損傷情況；N指的是結(jié)構(gòu)損傷指標以及維數(shù)。在應(yīng)用過程中，需要按照“x*i=xi/max（x1，x2）”這一公式進行歸一處理。應(yīng)用該模型不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對結(jié)構(gòu)損傷的識別，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對結(jié)構(gòu)損傷的定位，還能夠?qū)崿F(xiàn)對結(jié)構(gòu)損傷程度的標定。

3.遺傳算法技術(shù)

自然遺傳及自然選擇機理是這一技術(shù)的基礎(chǔ)所在。該技術(shù)能根據(jù)有限的測試信息，快速找到損傷位置，并準確評估其受損程度，即便碰到模態(tài)信息不完整的問題，也能夠很好地發(fā)揮其遺傳算法尋優(yōu)能力。應(yīng)用遺傳算法技術(shù)的過程中，僅需對各可行解的目標值展開相應(yīng)的計算即可，至于目標函數(shù)是否具有良好的連續(xù)性則不作過多要求，另外，對梯度信息的依賴性也不大。

該技術(shù)在搜索處理環(huán)節(jié)，應(yīng)用了多線索并行搜索這一先進方式，所以，不會被局部最小問題困擾，不僅如此，還具有使用方便，且魯棒性強等諸多優(yōu)點。以應(yīng)用遺傳算法技術(shù)對復合材料殼體結(jié)構(gòu)進行損傷識別為例。根據(jù)分層損傷變量能夠計算出結(jié)構(gòu)存在損傷時的局部彈性模量，，便能夠完成對其他形式損傷的有限元模擬。

二、結(jié)束語

對于土木工程而言，結(jié)構(gòu)損傷檢測識別分析是保證其正常運行、安全運行的一大技術(shù)保障，和使用者的生命安全密切相關(guān)，因此，受到了社會各界的普遍關(guān)注。除了完善現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)損傷識別技術(shù)之外，致力于新?lián)p傷識別技術(shù)的研究和應(yīng)用也是該領(lǐng)域的一大主題。

作者：賈少文單位：江西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學院