[发明专利]一种桩基模型参数的反演识别方法

权利要求书

1.一种桩基模型参数的反演识别方法，用于识别桩基横向动力学模型参数，其特征在于包括：

S1：利用激振方法，通过安装在桩基上的加速度传感器，获取桩基测点的加速度响应试验结果；

S2：建立桩基激振的理论模型，利用理论模型求解桩基测点的加速度响应理论结果；包括以下步骤：

S2.1建立与S1中测试桩基完全对应的桩基激振模型，在非线性弹性地基反力系数法的基础上，增加阻尼器，即得桩基的理论模型，非线性弹性地基反力法模型既适合小变形分析，也适合大变形分析，根据非线性弹性地基反力法，桩基的非线性弹性性质可近似地用如下非线性关系表示：p(x，y)＝kx^myⁿ(1),式中，p(x，y)为桩上某深度x处单位面积的平均土反力，与深度x及横向位移y有关；

S2.2对地基模型进行理论推导并求解，实现方式如下：利用地基反力法求解过程中，Winkler地基梁模型将桩通过欧拉-伯努利梁方程分析，其中梁的质量矩阵为：式中，ρ：材料密度；A：梁单元截面面积；N：梁单元形函数；

根据最小势能原理推导出单元刚度矩阵，以结点位移的形式来表达梁单元的应变能，则梁单元的刚度矩阵为：其中，梁单元刚度矩阵；EI：抗弯刚度；B：桩基宽度；

地基土的阻尼矩阵为:其中，地基土阻尼矩阵；c：地基土阻尼系数；N：梁单元形函数；

地基土非线性弹力的单元力向量为：

其中，j：埋深梁单元个数；h：为埋深编号；l：梁单元长度；B：桩基宽度；k：地基弹性系数；N：梁单元形函数；

当桩某个位置作用有集中载荷f(t)时：

梁单元形函数，ζ为集中载荷f(t)作用位置，也就是激振器给桩基施加激振力的位置，当采用力锤激振时，此处为力锤敲击的位置；

(1)式中的k，m，n加上(4)中c即为所需要反演的4个参数；采用有限元方法对桩进行受迫振动分析时，应用Hamilton原理，把上述公式(2)-(6)通过矩阵组装后最终归结为求解一耦合的方程组：其中，M、C、K、F分别为梁单元的总质量矩阵、地基总阻尼矩阵、梁单元总刚度矩阵、桩基受力总矩阵，U别为节点的加速度、速度和位移矩阵；

S3：针对桩基测点加速度响应的试验结果与理论结果，利用多信息融合方法对这2个结果的吻合程度进行评分，获取评分结果，评分结果越大，表示试验结果与理论结果的吻合越好，此时，桩基模型参数越贴合实际；

S4：根据田口的稳健性设计方法，以评分结果最大化为目标函数，以桩基模型参数为设计变量，以加速度传感器的安装位置及激振器的激振位置的不确定性误差为噪声因子，通过田口的稳健性设计内外表，构造评分结果的信噪比计算表；

S5：根据评分结果的望大特征，分别计算出信噪比计算表中评分结果的望大特征信噪比，并在全部望大特征信噪比中，挑选出信噪比最大的桩基模型参数组合，作为最终确定的桩基模型参数。

2.根据权利要求1所述的一种桩基模型参数的反演识别方法，其特征在于，所述的多信息融合方法，是能够将S1中桩基上的多个测点的信息融合为1个代表性信息、将S2中桩基上的多个测点的信息融合为另1个代表性信息的方法。