基于神經網絡的地下隧道結構損傷機理研究.pdf

1、結構損傷識別技術是目前土木工程領域研究的熱點和難點問題，很多學者進行了大量的研究，也提出了許多方法，相關的理論和技術都在不斷的發(fā)展之中。本文在研究國內外大量有關結構損傷識別和神經網絡文獻的基礎上，根據(jù)結構損傷識別與神經網絡的發(fā)展前景，利用有限元ANSYS及MATLAB程序將模態(tài)分析理論和BP神經網絡相結合應用于某南水北調地下隧道工程結構的損傷識別中，同時實現(xiàn)對損傷位置與損傷程度的識別，形成一套基于模態(tài)分析理論和BP神經網絡的結構損傷識別

2、方法。 首先，本文對基于振動模態(tài)分析理論的損傷識別方法進行了探討。在此過程中分析了該方法的基本原理和過程，較詳細地研究了基于損傷識別的模態(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。 本文對基于BP神經網絡的損傷識別方法進行了探討，在此過程中學習了人工神經網絡的基本理論，比較詳細地研究了BP神經網絡、BP經典算法和經過優(yōu)化的LM算法以及BP神經網絡在MATLAB中的實現(xiàn)，系統(tǒng)地闡述了基于BP神經網絡損傷識別

3、的基本原理和過程以及神經網絡工具箱函數(shù)。在此基礎上，對小型結構連續(xù)梁進行損傷分析，用ANSYS建立模型并進行模態(tài)分析，得到了損傷分析指標頻率模態(tài)，此例也僅用了頻率模態(tài)作為損傷指標。結果表明在非對稱結構時僅使用頻率模態(tài)即可識別損傷位置和損傷程度。 最后，根據(jù)某南水北調地下隧道工程資料，對該工程進行了簡化后的有限元建模與動力分析?？紤]了結構單損傷、雙損傷兩類損傷工況，分別采用了模態(tài)頻率、曲率模態(tài)兩種指標作為神經網絡的輸入參數(shù)，采集各