土木工程系统辨识统计方法的现状与展望
2012-09-08李炜明朱宏平
振动与冲击 2012年11期
李炜明, 董 莪,朱宏平
(1.武汉工业学院 土木工程与建筑学院,武汉 430023;2.华中科技大学 土木工程与力学学院,武汉 430074;3.长沙理工大学 桥梁工程湖南省普通高等学校重点实验室,长沙 410004)
Wilson在结构分析的权威著作中[1],引用了如下不知名作者的阐述为序:“结构工程是这样一种艺术:使用材料,这些材料属性只能估算;建立真实的结构,这些真实的结构只能近似分析;来承受外力,这些力不能准确得知;以满足我们对公众安全职责的要求”。也就是说,结构工程至少存在材料、结构体系与荷载三重随机属性,难以对结构进行确定性的描述,需要探索与发展新的理论或者方法(而使结构工程不再只是一种“艺术”);这种探索与发展,虽受到国内外知名研究团队的持续关注(详见后文阐述),但仍处于起步阶段。
另一方面,二十世纪九十年代以来,科学技术迅猛发展,学科交叉日益显著;其中,统计理论与方法备受关注,不仅融合到了工学、医学、农学等自然科学的多个学科,也与法律、历史、语言等社会科学的多个学科开始密切结合,并形成了统计物理、生物统计等重要学科分支前沿,已成为学科发展的重要趋势之一。对于土木工程这一传统学科,统计理论与方法的引入与应用,虽尚在起步但应极富潜力。
引入统计方法进行土木工程结构系统辨识的研究,在理论上有着内在的逻辑必然性。虽然机械、航空以及航天领域面向健康监测和损伤检测的系统辨识方法,为土木领域提供了良好的借鉴基础,不过土木工程具备自身的特点,在引入其他领域的辨识方法的过程中,存在诸多限制。……
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