基于L1正則化的隨機梁式結構靜力損傷識別方法

(武漢理工大學 土木工程與建筑學院，武漢 430070)

1 引言

結構損傷識別是結構健康監測系統的核心，同時也是健康監測的難點。在工程損傷識別方法中，根據測量結構響應的不同，主要分為靜力損傷識別、動力損傷識別以及靜動力相結合的損傷識別等[1]。基于動力測量數據的損傷識別一直比較活躍，并在一些工程中得到了應用，目前為止，該方法仍在不斷發展中。靜力損傷識別主要測量結構在靜載作用下發生的位移和應變，由于測量結構的位移和應變較為簡單，而且測量數據具有較高的準確性和穩定性，因而該方法具有廣泛應用前景。

在靜力損傷方面，國內外學者做了深入的研究。在早期研究工作中，學者們從確定性結構入手，利用不同損傷指標開展了損傷識別研究,如Sanayei等[2]提出了基于有限元的結構靜力參數識別方法，通過使用靜態測試數據來識別橋墩板的剛度退化情況，并使用蒙特卡洛方法來修正測量數據的誤差水平，具有極大的參考價值。孫珂等[3]在擬靜力狀態下測得彎梁橋的豎向位移影響線，通過二次差分獲得影響線的曲率，構造損傷指標實現對該類結構的損傷識別。楊驍等[4]創新性地將梁橫向裂紋等效為內部扭轉彈簧，在裂紋處裂紋誘導撓度函數的斜率發生突變，為梁橫向裂紋位置的確定提供了理論依據。但是這些方法都沒有考慮測量誤差的影響。許多學者將測量誤差考慮為不確定性量，用不確定性方法研究測量誤差對損傷識別效果的影響，歐陽煜等[5]基于梁彎曲撓度的三次樣條插值，建立了梁損傷識別的兩階段方法，該方法不僅可有效地識別梁損傷單元，而且對測量噪聲具有較強的魯棒性。……