基于信息熵的混凝土橋梁裂縫演化與識(shí)別研究.pdf

1、本文全面回顧了混凝土材料本構(gòu)模型、模態(tài)類損傷識(shí)別方法以及信息熵理論，提出結(jié)合能量法與信息熵理論，用于混凝土橋梁裂縫識(shí)別與演化研究，部分解決了目前基于熵理論對(duì)于混凝土裂縫演化研究若干關(guān)鍵問題，并提出了混凝土裂縫識(shí)別新方法，為混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的健康檢測(cè)提供配套判據(jù)。
　　基于耗散體系特性，結(jié)合能量法與信息熵理論，并以混凝土橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部能量分布為切入點(diǎn)，推導(dǎo)了混凝土裂縫演化應(yīng)變能熵函數(shù)以及單元應(yīng)變能熵值損傷程度判定公式，系統(tǒng)的分析了混凝土

2、橋梁裂縫的起裂、穩(wěn)定擴(kuò)展階段、失穩(wěn)以及失穩(wěn)破壞階段的應(yīng)變能熵變情況，繪制了裂縫演化應(yīng)變能熵變?nèi)€。通過有限元軟件Midas/FEA模擬連續(xù)梁結(jié)構(gòu)裂縫演化的應(yīng)變能熵變論證本文所提理論的可行性。
　　分析荷載因素、溫度因素對(duì)混凝土裂縫演化影響，基于信息熵理論，信息化荷載與溫度因素，推導(dǎo)雙因素作用下混凝土裂縫應(yīng)變能熵值影響函數(shù)，同時(shí)推導(dǎo)了溫度因素與荷載因素對(duì)混凝土裂縫演化影響函數(shù)。通過有限元軟件Midas/FEA計(jì)算了溫度因素、荷載因

3、素對(duì)混凝土裂縫演化的影響程度。
　　基于耗散體系特性、信息熵理論以及模態(tài)類損傷識(shí)別方法，結(jié)合信息熵與模態(tài)應(yīng)變比能法，推導(dǎo)模態(tài)應(yīng)變比能熵函數(shù)，提出利用裂縫出現(xiàn)前后模態(tài)應(yīng)變比能熵的變化識(shí)別裂縫位置。通過有限元軟件Midas/FEA模擬單點(diǎn)損傷、兩點(diǎn)對(duì)稱損傷以及兩點(diǎn)不對(duì)稱損傷，并將所得數(shù)據(jù)引入Matlab計(jì)算程序，計(jì)算混凝土裂縫出現(xiàn)前后應(yīng)變比能熵變并繪制損傷識(shí)別圖，得出模態(tài)應(yīng)變比能熵能準(zhǔn)確定位裂縫位置的結(jié)論。
　　基于混凝土結(jié)構(gòu)有

4、限元理論，劃分混凝土結(jié)構(gòu)單元并計(jì)算單元應(yīng)變能熵值，分析裂縫出現(xiàn)前后單元應(yīng)變能熵值變化，構(gòu)建單元損傷程度公式，推導(dǎo)結(jié)構(gòu)裂縫寬度及深度計(jì)算公式，最終基于所得數(shù)據(jù)綜合評(píng)估結(jié)構(gòu)狀態(tài)。并通過Midas/FEA模擬帶裂縫結(jié)構(gòu)驗(yàn)證了所提理論可計(jì)算裂縫寬度以及裂縫深度。
　　全文結(jié)合理論分析、數(shù)值模擬，確定了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫演化的應(yīng)變能熵值變化，并驗(yàn)證了兩個(gè)不同的信息熵指標(biāo)在混凝土裂縫識(shí)別方面的優(yōu)勢(shì)，旨在為混凝土裂縫演化研究與識(shí)別領(lǐng)域提供一種新的研