基于隧道-土体体系的时域子结构损伤识别方法.pdf

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1、第31卷第2期土木工程与管理学报Vo1．31No．22014年6月JournalofCivilEngineeringandManagementJun．2014基于隧道一土体体系的时域子结构损伤识别方法毛羚，朱宏平，翁顺，李明燕(1．华中科技大学土木工程与力学学院，湖北武汉430074；2．武汉和创建筑工程设计有限公司，湖北武汉430071)摘要：城市轨道地下结构在复杂环境和自身材质劣化等多因素作用下会产生不同程度的损伤，影响城市轨道地下结构的正常服役性能。为了实现城市地下结构的损伤诊断，本文基于

2、动力响应灵敏度模型修正算法，提出了一种时域子结构损伤识别方法，实现了无需输入力和界面力信息情况下结构的损伤识别。针对城市地下结构的超长线状特性和复杂性，以隧道．土体体系的有限元模型为基础，推导了时域子结构动力响应关于结构刚度变化参数和力的正交参数的灵敏度矩阵，同时结合动力模型缩聚技术以降低结构的自由度数量，采用提出的时域子结构损伤识别方法可准确识别出隧道衬砌结构的损伤位置和程度，并与整体结构分析对比，验证了时域子结构识别方法的高效性。关键词：隧道．土体模型；时域子结构；模型缩聚；损伤识别中图分类

3、号：TU91文献标识码：A文章编号：2095-0985(2014)02-0001-06SubstructuralDamageIdentificationMethodinTimeDomainBasedonTunnel-soilSystemMAOLing，ZHUHong-ping，WENGShun，LIMing—yan(1．HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China；2．HechuangArchitecture&Enginee

4、ringDesignCoLtd，Wuhan430071，China)Abstract：Thedegradationofthematerialsandthecomplexityoftheenvironmentfortheundergroundstructurewillcausethedamages，whichaffecttheserviceperformanceoftheundergroundstructure．Inordertodiagnosethedamageconditionoftheund

5、ergroundstructure，atime—domainsubstructuraldamageidentificationmethodbasedonthedynamicresponsesensitivitymodelupdatingalgorithmisproposedwithouttheinformationoftheinputandtheinterfacemeasurement．Accordingtothecomplexityandsuperlongfeatureoftheundergr

6、oundstructure，onthebasisofthefiniteelementmodelofthetunnel—soilsystem，thesubstructuraldynamicresponsesensitivitieswithrespecttotheelementalstiffnessvariationsandforceorthogonalparametersarederivedintimedomain．Combiningwiththemodelreductiontechniqueto

7、reducethenumberofdegreeoffreedom，thedamagelocationandextentofthetunnelareidentifiedaccuratelybytheproposedsubstructuraldamageidentificationmethod．Furthermore，theeficiencyoftheproposedmethodisvalidatedcomparingwiththeglobalstructureanalysis．Keywords：t

8、unnel-soilmodel；time—domainsubstructure；modelreduction；damageidentification作为重大地下工程和城市交通命脉重要组成作用下性能不断劣化，致使地下结构造成不同程部分的城市轨道地下交通，其健康服役对于城市度的损伤，影响城市地下结构的正常服役性能，因正常运转至关重要。城市轨道地下结构所处岩土此基于振动信号的隧道结构损伤识别是城市轨道环境复杂敏感，列车运行密度高，处在多因素长期地下交通健康监测和诊断的的基础和核心。近年收稿日期：20