【摘要】：樁板式擋土墻作為一種常見的擋土墻結(jié)構(gòu)形式,廣泛用于建筑工程、交通工程、地下工程等領(lǐng)域。然而在其運(yùn)營過程中,在多因素作用下?lián)跬翂赡馨l(fā)生損傷。因此對擋土墻損傷進(jìn)行及時(shí)、有效地識(shí)別和預(yù)警,對我國的防災(zāi)減災(zāi)工程具有重要意義。然而,目前仍沒有針對擋土墻結(jié)構(gòu)的損傷診斷方法,所以需要一種簡單、無損、敏感、有效的損傷識(shí)別方法判別擋土墻的損傷狀態(tài)、診斷擋土墻的損傷位置、識(shí)別擋土墻的損傷程度,以及對擋墻的安全穩(wěn)定性預(yù)警,從而實(shí)現(xiàn)對擋土墻結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別和預(yù)警。鑒于此,本文在國家自然基金項(xiàng)目“巖土支擋結(jié)構(gòu)健康診斷儀的研制”(項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào):51027004)、教育部長江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“山區(qū)巖土工程”(項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào):IRT1045)的資助下,對樁板式擋土墻的穩(wěn)定性及局部損傷進(jìn)行預(yù)警和識(shí)別研究�；诶碚撗芯�、室外試驗(yàn)、數(shù)值模擬,對本文提出損傷預(yù)警方法的可行性和有效性進(jìn)行論證,論文的主要研究工作如下:①對樁板式擋土墻-土系統(tǒng)進(jìn)行力學(xué)分析,建立簡化的墻-土系統(tǒng)力學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上建立墻-土系統(tǒng)有限元模型。通過模態(tài)試驗(yàn)和有限元模態(tài)分析,對有限元模型進(jìn)行修正,得到樁板式擋土墻基準(zhǔn)有限元模型。②分析小波包頻帶能量譜損傷識(shí)別理論的敏感性和魯棒性,在此基礎(chǔ)上引入小波包頻帶能量比譜,提出剩余頻帶這一概念,并創(chuàng)建特征頻帶向量譜,然后建立損傷特征向量譜,提出兩個(gè)新的損傷識(shí)別指標(biāo):能量比均方差(ISD)和能量比變異系數(shù)(IVC)。基于損傷識(shí)別指標(biāo)提出一種針對擋墻結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別方法。以樁板式擋土墻基準(zhǔn)有限元模型為算例,驗(yàn)證該方法的敏感性、有效性和可行性。③對擋墻系統(tǒng)激勵(lì)與響應(yīng)間脈沖響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行小波包分解,提出基于脈沖響應(yīng)函數(shù)的改進(jìn)損傷識(shí)別方法。通過錘擊振動(dòng)試驗(yàn),驗(yàn)證基于脈沖響應(yīng)函數(shù)損傷識(shí)別方法的敏感性和有效性。結(jié)果顯示該損傷識(shí)別方法不但能敏感判別擋墻損傷狀態(tài),還可以有效診斷擋墻損傷位置,以及識(shí)別擋墻損傷程度。④為了徹底擺脫小波包頻帶能量譜對激勵(lì)的依賴,對結(jié)構(gòu)系統(tǒng)響應(yīng)間虛擬脈沖響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行小波包分解,提出基于虛擬脈沖響應(yīng)函數(shù)的損傷識(shí)別方法。并通過環(huán)境激勵(lì)振動(dòng)試驗(yàn),驗(yàn)證基于虛擬脈沖響應(yīng)函數(shù)損傷識(shí)別方法的敏感性和有效性。結(jié)果顯示該損傷識(shí)別方法同樣能敏感判別擋墻損傷狀態(tài),有效診斷擋墻損傷位置,以及識(shí)別擋墻損傷程度。⑤建立土壓力與基床系數(shù)間的函數(shù)關(guān)系,并以土壓力為紐帶,通過損傷識(shí)別指標(biāo)判別擋墻穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)損傷指標(biāo)取得界限值時(shí),擋墻進(jìn)入臨界穩(wěn)定狀態(tài)。所以,損傷指標(biāo)可用于擋墻穩(wěn)定性預(yù)警。研究結(jié)果表明,本文提出的損傷識(shí)別方法不但可以敏感判別樁板式擋土墻的損傷狀態(tài),還能有效診斷擋土墻的局部損傷位置,有效識(shí)別擋土墻的局部損傷程度。此外,通過損傷指標(biāo)還可對擋墻穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)警。因此,本文提出的損傷識(shí)別方法可用于擋土墻結(jié)構(gòu)的“健康診斷”。這對于土木工程災(zāi)害的預(yù)防具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU476.4

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本文編號(hào)：2285883