土木工程结构损伤诊断分析进展

土木工程结构损伤诊断分析进展

杜毅

杜毅

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摘要：随着我国社会经济的不断发展，土木工程的发展也得到了人们的广泛关注。只有做好土木工程的结构损伤诊断工作，才能够保障土木工程的整体施工质量，对于我国土木行业的进一步发展也有着一定的促进意义。本文主要就土木工程结构损伤诊断工作进行了探究。

关键词：土木工程结构；损伤诊断；损伤识别

损伤诊断模式能够在结合土木工程自身结构特性的基础上，对损伤结构的可靠性跟损伤特性进行准确的评价，对于土木工程的后续施工跟修缮也能够提供一定的依据。但是在目前的土木工程结构损伤诊断过程中还存在有比较多的难题，也就要求相关的技术人员能够加强可能出现损伤特性的深入研究跟分析力度，借此促进我国土木工程得到进一步的发展。

一、国内外损伤识别以及诊断方法现状

目前我国在机械领域中已经广泛应用到了土木工程结构损伤技术，并能够对齿轮以及连杆等一系列零件构成的大型机械进行结构的故障判断。结构无损技术在上世纪中叶也得到迅速的发展，并且逐渐应用到了人工智能、信息技术以及计算机技术等多个学科领域，促使土木工程结构损伤诊断分析的准确性得到了更进一步的提升。

目前我国土木工程结构在建成初期就出现损伤的频率不高，危害程度较之于机械工程也有着一定的差距，其在一定程度上还允许带损伤进行工作。此外我国目前的土木工程结构损伤检测技术还不够成熟，部分检测技术目前还处于结构可靠性评估阶段。我国现阶段主要应用的是物理检测、无损检测以及有损检测等土木工程结构损伤诊断模式，并针对性的制定了诊断标准跟规范，强化了其综合评价体系，促使土木工程结构损伤识别跟诊断工作朝着智能化的方向得到了进一步的发展。

二、几种常见的土木工程结构损伤诊断方法

（一）局部检测技术

常见的局部检测技术包含有射线法、声发射法、目测法、回弹法以及发射光谱法等等，其能够对相应部件的裂缝位置进行准确的检测。此外在实际的结构检测过程中，可以通过结合上述几种方法的模式来进行结构损伤状态的有效识别。其中射线检测技术主要是通过射线来进行结构损伤情况的有效检测，其能够对结构缺陷的位置跟形状进行识别，在此基础上进行结构实际损伤情况的准确判断。超声检测就似乎主要是通过脉冲波在不同介质中反射时的衰竭程度不同这一特性来进行结构损伤的检测，能够就土木结构中不同种类的损伤跟缺陷进行有效的识别。声发射法能够直接将发射的弹性波信号转变为电信号，在经过计算机软件处理之后也就能够得到相应的特征参数，并进行结构材料缺陷位置以及缺陷形状的合理推测。

（二）整体检测技术

①动力特性识别法。在大纲结构出现了损伤之后，其刚度以及质量参数在一定程度上均会发生改变，对于自身的动力特性也会造成比较大的影响。因此说在进行土木工程结构的损伤诊断过程中，也可以将动力自身特性的改变作为结构损伤发生时的重要标志，通过对该标志进行识别分析的模式，也就能够对结构的损伤类型以及损伤程度进行准确的识别与判断。

②模型修正跟系统识别技术。目前系统识别法以及模型修正法主要是借助于模型构造优化约束条件以及动力测试方法来进行土木结构损伤情况的诊断的，其对于结构的阻尼、刚度跟质量也能够起到一定的修正效果。通过将修正后的基线模型矩阵跟原始矩阵进行对比的模式，就可以获得良好的结构损伤诊断效果。该识别技术能够对子结构模型以及划分结构单元起到良好的诊断效果，但是因为测试参数敏感度不足以及测量误差比较大等诸多因素的影响，导致了其在结构损伤诊断中受到了非常大的应用局限性。此外我国现阶段的模态测试过程中所测量到的模态信息还不够完善与成熟，在具体损伤诊断过程中也就难以获得一个良好的诊断结果。

③神经网络技术。目前我国应用的神经网络技术主要是是人体的神经机体进行模拟，来对客观事物进行有效分析跟研究的一种技术。在神经网络技术中还有着自我学习功能以及计算功能，并有着非常强大的容错性，对于传统土木工程结构损伤判断中的准确度不足以及高噪音等问题也能够进行有效的解决，因此在现阶段的结构损伤诊断领域中得到了广泛的应用。在人工神经网络技术中，其能够对结构在不同状态下的相应反应进行识别与判断，在此基础上进行结构特征值的合理获取。将获取到的特征值作为神经网络输出向量，也就能够对结构的不同损伤状态进行有效的识别。此外我国目前应用到的神经网络技术还具备有良好的模式分类能力，还可以对结构损伤模式进行有效的分类。通过人工神经网络技术中强大的非线性映射能力，可以满足非线性模型分类以及识别工作的各项需求，因此具备有更加广泛的应用范围，并能够获得良好的土木工程结构损伤诊断效果。

④遗传算法技术。通过遗传算法技术来进行土木工程结构的损伤诊断时，可以得出满足要求的最优解，从而为土木工程的后期修缮以及加固处理提供足够的技术依据。此外在遗传算法中不需要通过连续性的信息来进行结构损伤的判断，而是通过对多个线索进行共同搜索的模式，来获取的目标最优解。可以说遗传算法具备有操作简单跟适用性强的应用优势，其能够在信息量比较少的情况下进行结构损伤程度以及损伤位置的准确判断。即便是出现了结构模态信息丢失的情况，通过遗传算法技术依旧能够获得良好的损伤诊断效果，并不会对后续的诊断结果造成大的影响。

结束语：

近年来我国的土木行业得到了迅速的发展，对于土木工程结构损伤诊断分析技术的研究力度也得到了进一步的增强。但是我国目前的结构损伤诊断分析还处于起步阶段，在具体应用过程中依旧存在有比较多的问题，就要求我国的相关学者能够加强对该方面的研究工作，并要求部分高校加强对相关土木课程的教学力度，来为土木工程结构损伤诊断分析技术的进一步发展奠定良好的基础。本文对土木工程结构损伤诊断技术的发展现状以及几种常见的诊断技术进行了探究，希望能够为相关土木工作人员提供一些理论上的帮助。

参考文献：

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