郑 泓，段忠东，欧进萍

(哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院，深圳 518055)

土木工程结构(如大跨桥梁、超高层建筑等)在服役过程中难免会出现损伤，严重时甚至会导致结构失效而引发灾难性事故，因此有必要对结构的损伤状态进行监测[1-4]。传统的无损检测技术需要预知损伤位置，对检测设备难以到达的位置存在盲点，而且过于依赖巡检人员的既有经验和主观判断[3]。为克服传统方法的不足，基于振动的损伤识别方法开始受到学者们的关注[4-5]。这类方法通常需要借助线性模型对结构振动响应进行建模，提取与损伤相关的模型参数(如模态频率等)作为损伤敏感特征，通过比较损伤前后这些特征的变化实现损伤识别。

实际工程中出现的损伤往往具有一定的非线性特征[6-7]，比如裂缝的开合效应导致结构响应出现非平稳特征[8]；结构在地震作用下的塑性耗能使得恢复力曲线形成近似封闭的滞回环[9]。采用线性模型不仅无法获取损伤的真实信息，而且极易受到其他非线性因素的干扰，导致损伤预警的精度和可信度不高。以模态频率为例，环境温度变化对模态频率的影响往往大于损伤的影响[10-12]。因此，有必要引入非线性分析的方法，通过准确获取损伤的非线性信息提高损伤识别方法的工程适用性。

非线性损伤识别主要分为非线性指标方法和非线性系统识别方法两大类[6]。其中，基于非线性指标的方法认为损伤会导致结构响应出现非线性特征，借助能够表现数据非线性变化的指标实现损伤预警。……