[发明专利]一种用于挡土墙结构系统的损伤识别方法

权利要求书

1.一种用于挡土墙结构系统的损伤识别方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：通过激励装置对挡土墙进行连续激励；

S2：通过传感器采集挡土墙动力响应信号并传送给信号采集系统；

S3：通过计算机对采集信号进行处理，得到虚拟脉冲响应函数信号；

S4：通过计算机对虚拟脉冲响应函数信号进行小波包分解；

S5：对小波包分解后的信号进行小波包频带能量谱分析，建立小波包频带能量比谱{I_G}，然后创建小波包特征频带向量谱{I_P+1}；

S6：构建小波包损伤特征向量谱{DI_P+1}，通过{DI_P+1}判断挡土墙是否发生损伤；

S7：若挡墙发生损伤，通过损伤识别指标分布图诊断挡墙损伤位置；

S8：通过建立损伤识别指标与损伤程度间的定量关系识别挡墙损伤程度；

在步骤S7中，所述通过损伤识别指标分布图诊断挡墙损伤位置具体包括：

1)定义损伤识别指标根据损伤指标计算公式计算每个测点对应的损伤指标值；

2)通过MATLAB程序将若干个损伤指标值绘制成一张损伤指标分布图，通过损伤指标分布图的峰值坐标可有效诊断挡墙损伤位置；

在步骤S8中，所述通过建立损伤识别指标与损伤程度间的定量关系识别挡墙损伤程度具体包括：已知局部损伤位置后，对局部损伤程度和损伤指标值进行N次多项式拟合，拟合得到的损伤程度与损伤指标间的定量关系可用于识别挡墙局部损伤程度。

2.根据权利要求1所述的一种用于挡土墙结构系统的损伤识别方法，其特征在于：在步骤S3中，所述通过计算机对采集信号进行信号处理，得到虚拟脉冲响应函数信号，具体包括：以参考点的动力响应作为虚拟激励，测点的动力响应作为虚拟响应，然后计算虚拟激励与虚拟响应之间的虚拟脉冲响应函数H_yu(t,i,j)。

3.根据权利要求1所述的一种用于挡土墙结构系统的损伤识别方法，其特征在于：在步骤S4中，所述通过计算机对虚拟脉冲响应函数信号进行小波包分解具体包括：对最初无损的挡土墙和运营期挡土墙的虚拟脉冲响应函数信号进行多尺度小波包分解，得到各个频带的系数，并进行单支重构，得到各个子频带动力响应信号{f_j}。

4.根据权利要求1所述的一种用于挡土墙结构系统的损伤识别方法，其特征在于：在步骤S5中，所述对小波包分解后的信号进行小波包频带能量谱分析具体包括以下步骤：

1)计算子频带信号序列{f_j}中各子频带上的能量E_j占总能量的百分比，得到小波包初始频带能量比谱{I_g}；

2)对初始频带能量比谱{I_g}按能量比由高到低进行排序，得到一个新的频带能量比谱序列：小波包频带能量比谱{I_G}，然后创建小波包特征频带向量谱{I_P+1}。

5.根据权利要求1所述的一种用于挡土墙结构系统的损伤识别方法，其特征在于：在步骤S6中，具体包括以下步骤：

1)在小波包特征频带向量谱基础上，计算挡墙损伤前后第k个特征频带上的能量比偏差DI_k＝|I_ku-I_kd|，I_ku和I_kd分别表示第k个特征频带的能量比，然后构建小波包损伤特征向量谱{DI_P+1}；

2)当{DI_P+1}为零向量时，挡墙没有发生损伤；当{DI_P+1}为非零向量时，挡墙发生损伤；从而通过小波包损伤特征向量谱实现判别挡墙损伤状态。