基于多尺度卷积神经网络的结构损伤识别研究

为了利用结构振动响应的时间多尺度特征来提升卷积神经网络识别结构损伤的能力,给出了两种用于结构损伤识别的多尺度卷积神经网络,即多尺度输入和多尺度卷积核卷积神经网络.对于多尺度输入卷积神经网络,将通过下采样和滑动平均获取的具有不同时间尺度特征的振动信号输入固定尺寸卷积核的分支卷积神经网络;对于多尺度卷积核卷积神经网络,则将...     

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。     

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。     

基于BP神经网络的空间索杆结构承重索损伤识别研究

针对某实际空间索杆结构的承重索预应力松弛现象,采用BP神经网络与基于振动的损伤识别方法,分别对单榀承重索和双榀承重索的预应力松弛进行了识别研究。研究表明,虽然空间索杆结构的动力性能较为复杂,但归一化后的结构前10阶固有频率变化比和归一化后的对应结构第一阶模态的部分节点的损伤信号指标对承重索的损伤位置较为敏感,利用其进行损伤定位是可行的。在此基础上,再增加考虑结构的第一阶同有频率平方变化比即可进一步有效识别出承重索的损伤程度。     

基于振动方法的汲水门大桥损伤检测研究

基于高精度三维有限元模型以及模态灵敏度分析结果,对汲水门大桥损伤检测进行了数值模拟研究.该研究采用三阶段层次识别策略,首先确定损伤的发生,然后,确定损伤所在的区域,最后确定具体的损伤构件及损伤程度.所获得的汲水门大桥损伤识别模拟研究结果表明了本文所采用的策略与方法的可行性与实用价值.     

基于应变模态的钢结构构件焊缝损伤定位方法的研究

本文探讨了用应变模态对钢结构焊缝损伤进行识别与定位的方法。应变模态对结构局部损作斩反应敏感，是对结构进行微小损伤诊断的较理想的损伤识别指标。文中以一简支工字型梁为研究对象，分别采用基于应变模态差的三种定位准则和神经网络方法，对其进行了单处和两处焊缝损伤定位的研究。结果表明，基于应变模态差的定位准则对于这两种情况的损伤都具有较高的定位识别率，但不能区别出单处和两处损伤；而采用神经网络方法不仅可以区别出单处和两处损伤，而且训练好的网络对受噪声污染的测试样本也具有较好的识别效果。     

概率神经网络技术在煤田地震反演中的应用研究

实现从构造勘探向岩性勘探阶段的转变,是煤田地震勘探亟待解决的重要问题。其中,地震反演技术是岩性勘探的一种重要手段。为了规避常规反演方法的固有限制,利用概率神经网络技术预测井数据和地震数据之间的非线性关系,得到密度数据体和速度数据体,并获得相应的波阻抗数据体。对某矿区的实际地震资料采用该技术进行岩性反演,得到了较为准确的波阻抗数据体,为岩性解释提供了不可或缺的资料。     

基于一维卷积神经网络的结构损伤识别

传统结构损伤识别需对采集数据进行分析,提取相应特征进行损伤诊断。特征提取过程需消耗大量的计算成本,无法满足结构健康监测在线损伤识别的需求。为提高损伤识别的计算效率和自动化程度,提出基于一维卷积神经网络的结构损伤识别方法,其特点是可以直接从原始振动信号中自主学习损伤特征,并准确快速地识别结构的损伤位置和损伤程度。采用简支梁数值模型和IABMAS BHM Benchmark数值模型验证所提方法的有效性。数值结果表明:所建立的一维卷积神经网络模型能够准确识别结构的损伤位置和损伤程度,具备一定的抗噪性能,整体模型收敛快,对单条样本测试延迟低。设计了钢框架结构损伤识别试验,采用所提方法对框架结构的损伤情况进行了识别。分析结果表明:所提方法可准确识别结构损伤程度及损伤类别,测试集准确率为100%,验证了方法在实际结构损伤识别的应用可行性。     

基于能量的主余震作用下RC框架损伤与震后性能评估

地震发生后,震损结构能否承受强余震是震害调查与灾后重建中的重要问题。因此,准确评估主余震造成的结构损伤以及评估主震后震损结构的剩余倒塌能力至关重要。采用基于能量的地震损伤指标对结构损伤进行评估,以能量谱作为工程需求参数,再通过引入震损结构模型对结构在主余震作用下的累积损伤进行评估,建立主余震作用下结构整体损伤评估理论框架。然后,基于I_V损伤指数对主余震下的结构损伤进行量化,得到震损结构的倒塌能力曲线,并确定结构剩余承受强余震的能力。以6层3跨钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)框架结构为例进行分析,结果表明：地震能量损伤指标法物理意义明确,可以从能量角度快速评价主余震下结构损伤;震损结构的剩余倒塌能力随着主震强度增加而逐渐降低;对于案例结构而言,主震下结构损伤小于0.32时可以认为震损结构是安全的可以承受强余震,介于0.32～0.52之间时,需要对震损结构加固修复,以保障余震安全。     

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。     

灰关联与人工神经网络在建筑物震害预测中的应用

基于灰关联识别方法,解析了各震害影响因子对多层砖房抗震性能的影响程度;并利用BP人工神经网络非线性模型对震害实例样本进行了训练。结果表明:利用灰关联分析,可得出各因子对多层砖房抗震性能影响程度的大小排序,有利于实际的工程抗震设计;基于BP人工神经网络模型的多层砖房的震害预测结果与震害实例的实际情况比较吻合,其思路和方法可推广于其他不同类型的建筑结构的震害预测。     

基于核主成分分析的时间域航空电磁去噪方法

时间域航空电磁数据往往在测量过程中受到天然和人文噪声的干扰.如果不能很好滤除这些电磁噪声,那么将会降低资料质量、影响反演的精度,甚至获得错误的解释结果.本文提出了一种基于核主成分分析的去噪方法,通过核主成分分析提取叠加后衰减曲线的主成分,然后使用能量占比方法分离反映地下介质的有效信号和噪声,最后使用反映地下介质的特定成分进行重构.本文所推荐的去噪方法不仅能剔除天然噪声,例如天电产生的尖脉冲或者振荡,而且能有效地抑制人文噪声.分别使用基于核主成分分析的去噪方法,以及AeroTEM软件的处理方法对同样的吊舱式时间域直升机航空电磁勘查系统实测数据进行处理,并比较其结果.处理结果表明：所推荐的去噪方法要优于AeroTEM软件.     

基于BP神经网络模型的多层砖房震害预测方法

针对传统的基于地震烈度的建筑物震害预测方法的不足,本文以地震动峰值加速度作为建筑物震害预测的地震动指标,结合几次大地震中多层砖房的震害实例,提出了一种基于BP神经网络模型的建筑物震害预测方法,模型的输入为反映结构抗震性能的各类物理参数,输出为给定地震动峰值加速度下建筑物破坏状态的概率。研究表明:基于BP网络模型的多层砖房的震害预测结果与震害实例的实际情况比较吻合,本文的思路和方法可推广于其他不同类型的建筑结构的震害预测。     

利用主成分分析法研究余干地震台接收函数

对模型合成的理论接收函数进行主成分分析,研究在倾斜界面和各向异性影响下主成分形态变化规律,分析倾斜界面倾角和各向异性强度对接收函数R分量主成分贡献率的影响。对江西余干地震台的接收函数R分量主成分进行分析,结果发现:Ps震相的平均走时为3.4 s;台站下方介质的各向异性和倾斜界面同时存在,各向异性快轴大致呈NE向,倾斜界面倾向约170°。     

基于BP神经网络的有限特征参数砌体结构震害等级推演

详细的建筑结构特征参数是得到合理地震易损性分析结果的基础。本文给出了一种结合已有地震易损性分析成果,在具备有限特征参数的情况下,利用BP神经网络进行单体或群体结构震害等级推演的方法。以陕西省渭南市607栋设防砌体易损性评估结果为样本构建了一个3层BP神经网络模型,并对北京市海淀区近2万栋设防砌体不同地震烈度下的可能破坏状态进行推演,结果能够反映区域本地化特征,也与抗震设计目标和震害案例相符。该方法适用于少量特征参数下单体或群体结构的快速震害等级推演,可为相似烈度地区的建筑结构风险评估提供参考。