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基于全分布应变测点断面曲率的隧道结构状态诊断方法


技术摘要:
本发明属于隧道结构损伤诊断领域,具体涉及一种基于全分布应变测点断面曲率的隧道结构状态诊断方法。本发明构建了隧道结构测点应变与曲率的转换关系模型,并提出了判断隧道结构测点应变与曲率的转换关系模型的准确性的方法,利用曲率能够反映其影响范围内结构整体变形  全部
背景技术:
结构健康监测技术可以持续可靠地提供隧道结构响应及环境荷载信息、识别设计 与施工中的结构缺陷、诊断与评估运营中的结构损伤,所以该技术已在隧道工程中得以广 泛应用。利用监测与检测技术保障隧道结构运营安全仍面临如下问题:其一,常规的检测技 术主要针对隧道结构关键断面的拱顶下沉、周边收敛位移、围岩及衬砌压力等信息进行定 期或不定期地检测,无法实现对隧道结构状态的实时诊断;其二,现有隧道结构健康监测主 要采用点式传感器技术,此类传感器的测点布设在空间上不连续,很难组网,存在结构关键 部位漏测的可能,难以实现隧道结构损伤的准确诊断。其三,现有基于结构应变响应进行损 伤诊断的方法仅能反应结构局部的信息,对隧道结构损伤灵敏的识别区域较小,且处理高 测点密度应变数据能力较弱。针对上述问题,需要利用具备大范围、长距离、长持时监测技 术采集到的隧道结构应变响应信息,构建对隧道结构损伤灵敏程度更高的物理量,并提出 相应的损伤诊断方法。
技术实现要素:
本发明的目的是为实现隧道结构的损伤诊断,提出基于全分布应变测点断面曲率 的隧道结构状态诊断方法。具体包括下列步骤: 步骤一:利用全分布光纤传感器获取的隧道结构应变监测数据构建隧道结构测点 应变与曲率的转换关系模型,基于曲率能够反映其影响范围内结构整体变形的特点,拓展 结构测点应变的影响区域,提高其对结构损伤的灵敏程度; 步骤二:利用剪力与弯矩对隧道结构测点应变与曲率的转换关系模型的影响分 析,判断隧道结构测点应变与曲率的转换关系模型的准确性; 步骤三:利用隧道结构应变监测数据经步骤一所述的转换关系模型转换后得到的 结构监测曲率,结合BP人工神经网络,构建基于多断面曲率的隧道结构损伤诊断因子; 步骤四:在隧道结构健康状态下,计算隧道结构损伤诊断阈值。在此基础上,通过 计算超过阈值的累积损伤诊断因子,对隧道结构进行损伤诊断决策。 本发明的有益效果为: 本发明所述的基于全分布应变测点断面曲率的隧道结构状态诊断方法,构建了结 构测点应变与曲率的转换关系模型,利用BP人工神经网络,构建了基于多断面曲率的隧道 结构损伤诊断因子,实现了隧道结构损伤的诊断。该方法利用曲率能够反映其影响范围内 结构整体变形的特点,拓展结构测点应变的影响区域,提高其对结构损伤的灵敏程度,解决 了目前损伤诊断方法处理高测点密度应变数据能力低下的问题,具有良好的鲁棒性,与传 统方法相比,更易诊断隧道结构发生的潜在损伤和拥有更高的抗噪声能力。 5 CN 111609805 A 说 明 书 2/6 页 附图说明 图1为
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