多层及高层框架结构地震损伤诊断的神经网络方法

本文提出了强震后多层及高层框架结构地震损伤诊断的神经网络方法。文中在提出有结点损伤的梁柱有限元刚度矩阵的基础上，建立了有结点损伤框架结构的有限元模型。通过完好结构和有损伤结构的有限元分析，获取二者应变模态差值作为损伤标识量，并输入径向基（RBF）神经网络进行训练，得到了框架结构结点损伤诊断的神经网络系统。数值仿真分析结果表明，此神经网络可以对多层及高层框架结构结点各种程度的损伤做出成功诊断。     

输电塔法兰联结节点螺栓松动损伤诊断改进的模糊模式识别方法

本文针对输电塔架结构的损伤特点,采用优化等效的方法,建立了具有螺栓松动损伤的输电塔结构的有限元模型,同时提出了此结构螺栓松动损伤诊断基于应变模态的改进的模糊模式识别方法。通过距离贴近度与相似贴近度的双重识别,可达到对输电塔架结构螺栓松动损伤的位置和程度的诊断。对湘江输电塔架结构的数值仿真分析,表明本文提出的损伤诊断方法的结果是令人满意的,具有实际工程应用价值。     

基于输电塔风致响应的节点螺栓脱落损伤自动诊断的小波识别方法

以法兰螺栓联结为节点连接型式的输电塔架结构是一类应用广泛的结构型式。其中节点螺栓脱落损伤是一种常见的损伤形式。为了确保电力工业的正常运行,及时进行法兰联结节点螺栓松动损伤的诊断是十分必要的。本文依据输电塔结构塔身竖杆法兰联结节点风致响应的特点,推导了只与结构的损伤程度有关,与外加的风荷载无关的塔身竖杆节点风致竖向应变响应方差的归一化公式,并借助于噪声抑制能力强且对突变信号敏感的小波变换方法对该统计方差进行了小波变换分析,达到了对螺栓脱落损伤位置的有效识别,实际输电塔法兰螺栓松动损伤的仿真分析表明,本文提出的方法是有效而可行的,具有一定的实践价值。     

基于BP神经网络的网格结构损伤识别与试验研究

针对网格结构中杆件数量众多,但节点数总是远远小于杆件数的特点,损伤识别中采用了基于BP神经网络技术和面向节点的损伤初步定位方法的网格结构损伤识别的三步法。对双层柱面网壳结构模型在不同杆件去掉时的四种损伤情况下的振动特性进行了实测,并以实测低阶模态的频率变化率和少数测点的振型分量作为神经网络输入参数,对模型的各种损伤情况进行了识别。结果表明,所用的方法可以精简神经网络的结构,并提高其模式识别的能力。该方法可用于对大型复杂结构的损伤识别。     

基于BP神经网络的空间索杆结构节点损伤识别研究

针对某实际空间索杆结构的节点损伤现象,采用BP神经网络与基于振动的损伤识别两步法对其进行了识别研究,即首先确定可能发生节点损伤的子区域,在此基础上利用对应子区域的子网络识别出具体的损伤位置和程度。识别过程中采用两个杆单元模拟发生节点损伤的杆件,用抗弯刚度降低的端部短杆单元模拟节点损伤。研究表明,虽然空间索杆结构的动力性能较为复杂,但基于结构固有频率和模态位移的组合指标对节点损伤仍较为敏感,利用它们进行节点损伤识别是有效的。     

基于小波分析和神经网络的框架结构损伤诊断方法

本文提出了基于“能量—损伤”原理，综合利用小波包分析和神经网络的框架结构损伤诊断方法。在结构损伤诊断中，时域信号经小波分析后其缺损特征会更加明显，把分布在不同频带的结点能量作为神经网络的训练样本能够很好地反映结构缺损特征。以美国土木工程师学会提出的基准结构为例，阐述了结构损伤的发生、位置和程度诊断过程，取得了令人满意的结果。     

逐步波形反演方法及应用

本文针对天然地震波形反演面临的困难及其复杂性，提出了逐步波形反演方法，第一步，运用波形反演中的试错法，求得地震台站下方成层介质的初步结构；第地一步，以第一步结果为初值，令各层厚度不变，反演速度；第三步，以第二步结果为初值，令速度不变，反演厚度。以上各步还可交替进行，直至得到满意结果。     

基于统计的小波包分析的输电塔结构损伤预警

本文针对输电塔结构的损伤特点,提出了基于统计过程控制理论和小波包分析实现输电塔结构损伤预警的方法。首先将振动测试信号进行小波包分解,然后以小波包系数节点能量作为识别损伤的特征向量建立相应的损伤因子,通过统计过程控制理论计算其单侧置信上限,实现输电塔结构的损伤预警。为了证明该方法,对一个三层输电塔结构模型进行了试验研究,结果表明该方法能够有效地识别损伤的发生。     

基于剪应力时程极值的损伤值等效转换及其在土石坝多点输入地震反应中的应用

等效地把动剪应力转化为损伤值有两种方法，一是根据其峰值，二是根据其极值。后一种方法克服了前一种方法的不足，它根据极值序列是否穿零将其分组，把组内的最大值以及组内应力对两极值之差分别转换为损伤值。以人工合成的、进行了速度归零化处理的40个外部节点的水平和竖向地震加速度时程作为输入，考察大坝的损伤值反应，结果表明，第一种方法算出的损伤值会依赖于两个条件：延时分析时间段的长短和计算采用的时间步长的大小，而基于极值的损伤值计算不依赖于这两个条件，说明了第二种方法的优越性。第一种方法比第二种方法算出的大坝的破坏区域大，第一种方法较为保守。     

基于神经网络的结构震后快速损伤评估

为了利用结构地震响应观测数据在震后对结构进行损伤快速评估,本文提出了基于BP传播神经网络多参数预测震后结构损伤程度的方法。本文设计了9个不同设防烈度和层数的钢筋混凝土框架结构,利用OpenSees有限元软件进行了非线性时程分析,并用损伤指数量化了结构损伤程度。利用有限元模拟结果,创建了神经网络的数据集,训练神经网络建立了结构参数与结构损伤指数之间的映射,对比了不同参数组合预测结构损伤水平的能力,提出了最优参数组合。结果表明：此方法预测结构损伤指数准确度高,耗时短,可为建筑工程震后损伤快速评估提供支撑。     

A Monte Carlo study of rainfall forecasting with a stochastic model

A procedure for short-term rainfall forecasting in real-time is developed and a study of the role of sampling on forecast ability is conducted. Ground level rainfall fields are forecasted using a stochastic space-time rainfall model in state-space form. Updating of the rainfall field in real-time is accomplished using a distributed parameter Kalman filter to optimally combine measurement information and forecast model estimates. The influence of sampling density on forecast accuracy is evaluated using a series of a simulated rainfall events generated with the same stochastic rainfall model. Sampling was conducted at five different network spatial densities. The results quantify the influence of sampling network density on real-time rainfall field forecasting. Statistical analyses of the rainfall field residuals illustrate improvement in one hour lead time forecasts at higher measurement densities.     

Earthquake Engineering and Engineering Vibration Aims And Scope

正This journal is established by the Institute of Engineering Mechanics(IEM),China Earthquake Administration,to promote scientific exchange between Chinese and foreign scientists and engineers so as to improve the theory and practice of earthquake hazards mitigation,preparedness,and recovery.To accomplish this purpose,the journal aims to attract a balanced number of papers between Chinese and     

Foreword

Destructive earthquakes have caused great damage in China and the United States and collapsing buildings havecaused many deaths and injuries. The field of earthquake engineering studies earthquake hazards, the occurrence ofearthquakes of various magnitudes, the nature of the ground shaking during an earthquake, the vibration of structuresduring earthquakes, the strengthening of existing structures and the design of new structures to be earthquake resistant,and finally, how to cope with earthquake damage and restore a city to normal functioning. Such efforts are in progressin both countries, but unfortunately, the language barrier interferes with the free flow of information between China andthe Untied States. It would be mutually beneficial if some means could be developed to promote the exchangeof information across the Pacific Ocean. This new journal has been established for this purpose and its success willbe an important step in promoting earthquake engineering in China and the United States.     

WORLD ASSOCIATION FOR SEDIMENTATION AND EROSION RESEARCH(WASER)

正President:Giampaolo Di Silvio,Italy Vice Presidents:Ulrich C.E.Zanke,Germany Zhao-yin Wang,China The World Association for Sedimentation and Erosion Research(WASER),inaugurated on Oct.19,2004,is an independent non-governmental,non-profit organization.The mission of WASER is to promote international co-operation on the study     

Enhancing remote sensing research on global change to improve our understanding on Earth system processes

正Global Change includes climate change and other environmental changes caused by the joint interaction among various layers of Earth. From the positive side, global change provides new opportunities to human and other living forms on Earth. In the meantime, it creates tremendous challenges and negative impact. At present, the negative impacts have reached all primary processes of the global ecosystem and every aspect of human society, especially causing degradation of the ecosystem. For instance, intensive deforestation causes decline of biodiversity; global warming causes sea level rise and increases     

SCIENCE CHINA Earth Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

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