桩板式挡土墙损伤预警研究

为预防挡土墙坍塌事故,首先基于小波包频带能量谱理论,对激励作用下挡土墙结构响应间虚拟脉冲响应函数进行小波包频带能量谱分析;然后创建损伤特征向量谱,确定损伤预警指标,开发一种用于挡土墙结构的三级损伤预警方法;最后对某桩板式挡土墙进行振动测试,验证该损伤预警方法的可行性和有效性。结果表明:基于损伤特征向量谱可预警挡土墙损伤状态;通过损伤预警指标走势图可预警挡土墙损伤位置;通过损伤程度与预警指标间的定量关系可预警挡土墙损伤程度。     

基于希尔伯特损伤特征向量的挡土墙结构损伤诊断

为了诊断挡墙结构损伤,通过希尔伯特-黄变换对激励作用下挡墙结构动力响应间虚拟脉冲响应函数进行希尔伯特边际能量谱分析,筛选出对损伤较为敏感的特征频段,基于特征频段创建希尔伯特损伤特征向量,并提出损伤识别指标：能量比变异系数。基于损伤特征向量及损伤指标,提出了一种用于挡墙结构的损伤诊断方法,即通过损伤特征向量判别挡墙损伤状态,通过损伤指标走势曲面图诊断挡墙损伤位置,通过损伤指标与损伤程度间的定量关系识别挡墙损伤程度。对某桩板式挡墙进行了动力测试,验证该损伤诊断方法的可行性及有效性。结果表明：当挡土墙无损(无钻孔)时,损伤特征向量为零向量;当挡土墙有损(有钻孔)时,损伤特征向量为非零向量。通过损伤特征向量可判别挡墙损伤状态。局部损伤导致损伤指标走势图出现较大起伏,走势图峰值坐标即为局部损伤中心。建立了损伤指标与挡土墙损伤程度间的定量关系式,已知损伤指标可反算出损伤程度。该损伤诊断方法可敏感判别挡墙损伤状态、有效诊断损伤位置及定量识别损伤程度。     

既有建筑砌体结构健康监测和损伤预警研究

为保障既有建筑砌体结构运营期间的结构安全并延长其使用寿命,利用结构健康监测(SHM)系统与均值控制图,研究砌体结构的状况评估和预警机制。以北京市东城区某砌体结构为例,首先,根据该结构病害和损伤状况设计并实施对应的SHM系统,选取该结构承重墙裂缝和窗台相对位移作为监测对象;其次,收集结构响应和环境温度的数据,并利用收集后的监测数据构建结构响应同环境温度的相关性模型;然后,利用相关性模型模拟出结构响应监测数据的温度效应;最后,提出结构状态指数,并结合均值控制图预警分析该结构。结果表明:该监测系统能够实时采集监测数据,掌握砌体结构的健康状况,并对其结构损伤做出预警;根据监测结果,裂缝宽度和窗台相对位移的变化范围分别为[0.746, 4.391]和[1.282, 5.690 ]mm,均处在安全范围之内。根据预警系统中均值控制图结果,该结构裂缝宽度和相对位移发展趋势均处于正常状态。     

改进POT模型下尾矿坝综合预警值确定方法

为完善尾矿坝在线监测预警系统,结合尾矿坝定性指标和定量指标,提出尾矿坝综合预警模型。首先,将尾矿坝预警指标分为监测指标和非监测指标,分别计算2类指标权重,融合得到综合风险指数;然后,引入改进极值(POT)模型,构造综合风险指数的广义帕累托(GPD)函数,并求解函数参数,结合3σ准则确定尾矿坝的综合预警值;最后,以湖北省某尾矿坝为例进行实例分析。结果表明:尾矿坝综合预警模型能够弥补传统单指标预警模型风险信息反映有限的缺点,并计算得到黄色、橙色、红色综合预警值分别为66.538、71.387、80.585;与云模型(CM)计算结果对比,证明尾矿坝综合预警模型具有一定的科学性和有效性。