基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地下隧道結(jié)構(gòu)損傷機(jī)理研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)是目前土木工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，很多學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，也提出了許多方法，相關(guān)的理論和技術(shù)都在不斷的發(fā)展之中。本文在研究國(guó)內(nèi)外大量有關(guān)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景，利用有限元ANSYS及MATLAB程序?qū)⒛B(tài)分析理論和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合應(yīng)用于某南水北調(diào)地下隧道工程結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別中，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)損傷位置與損傷程度的識(shí)別，形成一套基于模態(tài)分析理論和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別

2、方法。 首先，本文對(duì)基于振動(dòng)模態(tài)分析理論的損傷識(shí)別方法進(jìn)行了探討。在此過(guò)程中分析了該方法的基本原理和過(guò)程，較詳細(xì)地研究了基于損傷識(shí)別的模態(tài)頻率法、模態(tài)曲率差法等方法的基本原理、優(yōu)劣特性及適用范圍。 本文對(duì)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的損傷識(shí)別方法進(jìn)行了探討，在此過(guò)程中學(xué)習(xí)了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本理論，比較詳細(xì)地研究了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、BP經(jīng)典算法和經(jīng)過(guò)優(yōu)化的LM算法以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在MATLAB中的實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)地闡述了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損傷識(shí)別

3、的基本原理和過(guò)程以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱函數(shù)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)小型結(jié)構(gòu)連續(xù)梁進(jìn)行損傷分析，用ANSYS建立模型并進(jìn)行模態(tài)分析，得到了損傷分析指標(biāo)頻率模態(tài)，此例也僅用了頻率模態(tài)作為損傷指標(biāo)。結(jié)果表明在非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)時(shí)僅使用頻率模態(tài)即可識(shí)別損傷位置和損傷程度。 最后，根據(jù)某南水北調(diào)地下隧道工程資料，對(duì)該工程進(jìn)行了簡(jiǎn)化后的有限元建模與動(dòng)力分析?？紤]了結(jié)構(gòu)單損傷、雙損傷兩類(lèi)損傷工況，分別采用了模態(tài)頻率、曲率模態(tài)兩種指標(biāo)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù)，采集各