趙望安

摘要：對土木項(xiàng)目的施工結(jié)構(gòu)實(shí)際具備的安全性能進(jìn)行檢測以及評判，對國內(nèi)建筑行業(yè)的安全以及道路施工安全而言，發(fā)揮著十分重要的作用。下文就以振動(dòng)類型的土木項(xiàng)目的施工結(jié)構(gòu)為依據(jù)，對于其出現(xiàn)的損傷情況展開分析以及研究工作。

關(guān)鍵詞：振動(dòng)；土木工程；結(jié)構(gòu)損傷；診斷識別方法；研究

對于振動(dòng)類型的土木項(xiàng)目的施工結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的損傷問題進(jìn)行診斷以及檢測工作，屬于現(xiàn)在對項(xiàng)目結(jié)構(gòu)自身安全問題進(jìn)行評斷的一個(gè)重要的方法。一個(gè)項(xiàng)目自身的安全性能有無達(dá)標(biāo)，和社會具備的穩(wěn)定性、公民的幸福存在緊密的聯(lián)系，因此，大力關(guān)注土木項(xiàng)目這一結(jié)構(gòu)自身存在的損傷問題，并對其開展檢測工作就十分重要。

一、簡單論述頻繁使用的診斷和識別方式

對于振動(dòng)類型的土木項(xiàng)目的施工結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的損傷問題進(jìn)行診斷以及檢測時(shí)，頻繁使用的方式有方式五種，分別為：

第一種是使用模型進(jìn)行修正與使用指標(biāo)進(jìn)行識別診斷的方式，這一方式主要是經(jīng)過對某一個(gè)處于動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行建立，將之前處于靜態(tài)的模型獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，以此為前提條件，得到震動(dòng)響應(yīng)的具體數(shù)據(jù)；

第二種是使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行診斷的方式，這是一類全新的、使用到對土木項(xiàng)目的施工結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的損傷問題進(jìn)行診斷以及檢測工作內(nèi)的模型，在對獲得的數(shù)據(jù)實(shí)施分析以及傳遞操作期間，全部是將神經(jīng)元當(dāng)作基本單元。因此，在此模型內(nèi)，對數(shù)據(jù)實(shí)施保存以及分析的工作十分的快速高效。

第三種是使用動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行診斷的方式，這一參數(shù)是通過與靜態(tài)參數(shù)進(jìn)行對比得出的。現(xiàn)在，人們使用的動(dòng)力參數(shù)包括了：振型、模態(tài)柔度矩陣、模態(tài)曲率、能量輸送比（ETR）、頻率、功率譜、頻響函數(shù)、模態(tài)保障原則（MAC，COMAC）、傳遞函數(shù)、應(yīng)變模態(tài)等等。

第四種是使用小波進(jìn)行分析以及檢測的方式，這一方式是最近這幾年數(shù)學(xué)理論內(nèi)，為了實(shí)現(xiàn)分析技術(shù)的調(diào)和開展研究工作獲得的最新成果，這一個(gè)處理方式的問世，能夠正確的對土木項(xiàng)目的施工結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的反振動(dòng)問題進(jìn)行處理。導(dǎo)致之前的項(xiàng)目在具體開展分析工作期間，使用過程中存在制約的動(dòng)態(tài)參數(shù)分析方式獲得了延伸。

第五種是使用遺傳計(jì)算進(jìn)行診斷的方式，這一方式同樣是最近這幾年發(fā)展得出的一項(xiàng)跨學(xué)科對于土木項(xiàng)目的施工結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的損傷問題進(jìn)行診斷以及檢測的方式。它能夠在動(dòng)態(tài)參數(shù)不超過模型本身的條件當(dāng)中，最大限度的對項(xiàng)目結(jié)構(gòu)具備的安全參數(shù)進(jìn)行分析[1]。

本文主要對使用模型進(jìn)行修正與使用指標(biāo)進(jìn)行識別診斷的方式進(jìn)行論述，下面為其實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和最終結(jié)論依據(jù)。

二、相關(guān)實(shí)驗(yàn)

對于結(jié)構(gòu)部分出現(xiàn)的損傷問題進(jìn)行診斷期間使用技術(shù)，其重點(diǎn)是得到最佳的結(jié)構(gòu)動(dòng)力發(fā)出響應(yīng)之后的數(shù)據(jù)。實(shí)際使用模型進(jìn)行修正與使用指標(biāo)進(jìn)行識別診斷的這一方式開展分析以及檢測工作期間，具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下所述：第一，借助于自然狀態(tài)下的激勵(lì)技術(shù)（NExT），聯(lián)系特征系統(tǒng)達(dá)成計(jì)算方式（ERA），從結(jié)構(gòu)自身發(fā)出的動(dòng)力響應(yīng)信號內(nèi)部，獲得結(jié)構(gòu)自身的模態(tài)參數(shù)（震動(dòng)類型以及頻率）；第二，借助于經(jīng)過識別結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷以前以及以后的模態(tài)參數(shù)，對于結(jié)構(gòu)單元出現(xiàn)的損傷情況的診斷指標(biāo)值進(jìn)行計(jì)算，借此方式確定結(jié)構(gòu)自身出現(xiàn)損傷問題的位置以及實(shí)際受損情況。

這一分析以及檢測使用輸入未知的條件的方式，對土木項(xiàng)目的損傷情況進(jìn)行診斷。以模態(tài)應(yīng)變能力出現(xiàn)的變化率為基礎(chǔ)，對損傷問題進(jìn)行診斷。使用質(zhì)量歸一化這類型的振動(dòng)情況，只單方面借助于結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷問題之前以及之后的幾個(gè)環(huán)節(jié)的模態(tài)振型就能夠?qū)崿F(xiàn)對損傷情況開展的診斷操作，它是一類非模型狀態(tài)的損傷診斷施工方式，不用借助于有限元模型開展修正操作的技術(shù)。為了對這一分析以及檢測方式具備的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，另外將這一方式使用在單一損傷問題還有大量損傷的這兩類損傷情況進(jìn)行分析以及檢測，最終得出的結(jié)果得出，這一方式可以十分精確將框架結(jié)構(gòu)部分出現(xiàn)損傷問題的位置定位出來，同時(shí)對構(gòu)件出現(xiàn)的實(shí)際損傷程度進(jìn)行了判斷，在實(shí)際使用過程中，擁有巨大的實(shí)際使用價(jià)值[2]。

三、結(jié)論分析

使用模型進(jìn)行修正與使用指標(biāo)進(jìn)行識別診斷的這一方式，是站在統(tǒng)計(jì)的視角開展工作，對于特征參數(shù)具備的不確定性還有自身在統(tǒng)計(jì)分布方面具備的特征進(jìn)行考慮，能夠借助于有關(guān)的隨機(jī)有限元模型，對于特征值方面的問題進(jìn)行分析以及研究，以此為基礎(chǔ)對損傷情況進(jìn)行評估，還有就是借助于譜密度進(jìn)行預(yù)估的這一統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的特點(diǎn)，最終得到模態(tài)參數(shù)實(shí)現(xiàn)修正操作的概率密度，通過函數(shù)表達(dá)式的方式對出現(xiàn)的損傷情況進(jìn)行分析等，還有廣義上使用貝葉斯進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的方式、規(guī)范化的方式、模糊邏輯的方式等[3]?，F(xiàn)在，對于該領(lǐng)域開展的研究工作相對偏少，不具備充分的資料文獻(xiàn)以及相關(guān)的實(shí)例項(xiàng)目，可是，從理論學(xué)方面的前提條件來講，要擁有相對優(yōu)質(zhì)的發(fā)展前景。可以使用順序概率比進(jìn)行測試的這一方式（SPRT），使用在對連接位置出現(xiàn)得的變化情況，對于結(jié)構(gòu)部分造成的損傷產(chǎn)生的影響實(shí)施監(jiān)測工作。使用統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的分析方式，經(jīng)過推導(dǎo)的方法得到：結(jié)構(gòu)時(shí)域出現(xiàn)響應(yīng)現(xiàn)象的一個(gè)特別的特征，是在對模型進(jìn)行預(yù)測操作期間存在的兩個(gè)基礎(chǔ)的假設(shè)：

1.這一模型可以對特征進(jìn)行預(yù)測，結(jié)構(gòu)部分并未出現(xiàn)任何損傷。

2.模型不可以對特征進(jìn)行預(yù)測，結(jié)構(gòu)部分也已經(jīng)出現(xiàn)了受損現(xiàn)象。在SPRT計(jì)算方式當(dāng)中的原始公式內(nèi)，特征被設(shè)置成了高斯分布，同時(shí)并對其給出了與之對應(yīng)的閾值?？墒?，也許使用在對出現(xiàn)損傷區(qū)域的特征對于分布期間尾部區(qū)域的敏感程度進(jìn)行檢測，還有，其尾部可以不在高斯分布規(guī)定的特征要求當(dāng)中，這一時(shí)間段當(dāng)中，經(jīng)過EVS（極值分布）這一模型對其尾部區(qū)域進(jìn)行轉(zhuǎn)變，能夠使用SPRT這一計(jì)算方式當(dāng)中的閾值，由此方式預(yù)防正常情況下的假定問題[4]。

四、結(jié)束語

現(xiàn)如今，隨著時(shí)代的發(fā)展與科技的進(jìn)步，對于工程建筑也提出了更高的要求。將其振動(dòng)特性當(dāng)作前提條件，對隱蔽項(xiàng)目出現(xiàn)的損傷問題開展分析的環(huán)節(jié)極為復(fù)雜，經(jīng)過制定健全的模型，使用可信賴的操作以及識別方式，對開展研究工作的環(huán)節(jié)實(shí)施優(yōu)化操作，讓操作識別具備的便利性以及科學(xué)性得到明顯的提升，確保識別得出的結(jié)果具備的精準(zhǔn)性更好，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)提出的具體要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]李雪艷，劉濟(jì)科.基于振動(dòng)特性靈敏度分析的梁結(jié)構(gòu)損傷識別[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，31（z1）：119.

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[3]姜紹飛，黨永勤，蘇居儒，etal.基于振動(dòng)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2003，19（4）：275-278.

[4]李春源，姜作杰，官志文.土木工程結(jié)構(gòu)損傷檢測技術(shù)研究概述[J].呼倫貝爾學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，21（1）：99+118-120.

（作者單位：浙江交工國際工程有限公司）