随着科学技术的进步和现代工业的快速发展,目前工程结构正在向大型化、复杂化、自动化和连续化方向发展,特别是在航天航空、海洋平台、桥梁建筑、军事装备等领域出现了很多大型复杂结构。这些大型工程结构的使用寿命长达几十年、甚至上百年,在复杂的服役环境中受到环境侵蚀、材料老化与荷载的长期效应、疲劳效应和突变效应等因素的耦合作用,将不可避免地引起结构强度降低和损伤累积,从而导致结构抵抗自然灾害甚至正常环境下工作能力的下降;如果不能及时采取措施,很可能导致整个结构的毁坏,引发灾难性的突发事故。
由结构损伤引起整个结构系统破坏的事件数不胜数。1988年4月28日,美国一架波音737客机,在夏威夷2.4×104ft(1ft=0.304 8m)高空突然断裂,事后查明是由壳体的裂纹引起的;而事故发生的6个月前,航空公司按技术要求对该机进行了全面检查和维修。2006年4月16日凌晨,深汕高速公路一座跨度16m的空心板梁桥发生半幅坍塌事故,造成该路段双向交通封闭中断,幸未造成人员伤亡。当前某些建筑承包商为利润所驱动,在施工过程中偷工减料,擅自降低设计要求,致使工程质量的安全性受到严重的威胁。“9·21”台湾大地震中被毁房屋大部分是近年所建造的,国内也发生了重庆綦江虹桥垮塌、武汉未完工楼房倒塌等事故,造成了生命财产的重大损失。
另一方面,每年因结构老化、疲劳和腐蚀等而需要的维修费越来越高,这也迫切要求人们快速准确地发现结构损伤,以便及时采取相关措施,节省维修费用。因此,工程结构的损伤诊断研究有着广泛而深远的工程背景。(www.xing528.com)
为了保证工程结构和人员的安全、减少经济损失,结构损伤识别技术的研究越来越受到重视,正日益成为工程领域内一个重要的研究课题[1-3]。近几十年来,美、英、法、德、日等发达国家投入了大量的资金用于该领域的研究与探索,我国在攀登计划重大项目、自然科学基金等中也开展了高层建筑和大型桥梁结构损伤识别和定位技术的探索[4]。
经过各国专家、学者以及广大工程技术人员近30年的共同努力,结构损伤理论在深度、广度方面都取得了较大的发展,针对工程结构中出现的不同损伤问题提出了很多检测方法,下面将对结构损伤识别方法进行简要的介绍和分类。
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