基于振动测试的混凝土结构损伤识别方法研究综述_第九期_2026_现代科技研究

1.沈阳工业大学后勤处，辽宁沈阳 110870 2.沈阳职业技术学院，辽宁沈阳 110045

摘要：混凝土梁、板结构在长期服役过程中受荷载、环境侵蚀等因素影响，易产生开裂、刚度退化等损伤，严重威胁结构服役安全。传统目视检测方法难以识别内部及早期微小损伤，基于结构振动特性的无损损伤识别技术具备全域检测、可定量评估等优势，已成为土木工程结构健康监测的研究热点。本文以模态分析理论为基础，结合有限元数值模拟与扫描激光多普勒测振仪（SLDV）非接触试验测试结果，系统综述固有频率法、曲率模态差法、拟合残差法、小波变换法等主流混凝土结构损伤识别方法的基本原理与应用特性，对比各类方法在损伤定位、定量评估及抗噪性能方面的优劣。重点阐述 SLDV 非接触振动测试技术的工作原理、试验流程与工程应用优势，结合混凝土悬臂梁、四边固支板的仿真与试验结果，验证曲率模态差、小波变换等算法的损伤识别有效性。最后总结当前混凝土结构振动损伤识别技术存在的短板，展望多算法融合、智能识别、非接触全域测试等未来发展方向。研究可为混凝土结构无损检测与健康监测技术的工程应用提供参考。

关键词：混凝土结构；损伤识别；模态分析；曲率模态；小波变换

参考文献

[1]朱宏平,余璟,张俊兵.结构损伤动力检测与健康监测研究现状与展望[J].工程力学,2011,28(2):1-11.

[2]LI X,ZHANG H,LI Y,et al.Multi-Sensor Mobile Laser Doppler Vibrometry for Internal Damage Detection in Reinforced

Concrete Structures[J].Sensors,2026,26(17):5612.

[3]PEETERS B,DE ROECK G.One-year monitoring of the Z24-Bridge:environmental effects versus damage events[J].Earthquake

Engineering and Structural Dynamics,2001,30(2):149-171.

[4]PANDEY A K,BISWAS M,SAMMAN M M.Damage detection from changes in curvature mode shapes[J].Journal of Sound and

Vibration,1991,145(2):321-332.

[5]ABDEL WAHAB M M,DE ROECK G.Damage detection in bridges using modal curvatures:application to a real damage

scenario[J].Journal of Sound and Vibration,1999,226(2):217-235.

[6]贾家科.基于 SLDV 振动测量的混凝土结构损伤识别研究[D].沈阳建筑大学,2019.

[7]COSOLI G,MARTARELLI M,MOBILI A,et al.Damage Identification in Cement-Based Structures:A Method Based on Modal

Curvatures and Continuous Wavelet Transform[J].Sensors,2023,23(9):4292.

[8]RUCKA M,WILDE K.Nondestructive damage assessment of composite structures based on wavelet analysis of modal

curvatures:state-of-the-art review and description of wavelet-based damage assessment benchmark[J].Shock and

Vibration,2015,2015:735219.

[9]王盟,翁顺,余兴胜,等.基于时变模态振型小波变换的结构损伤识别方法[J].振动与冲击,2021,40(16):10-19.

[10]陈代海, 张云森, 李整, 等.基于位移影响线和小波包分析的桥梁结构损伤识别方法[J].应用基础与工程科学学

报,2025,33(4):1139-1147.

[11]翁顺,朱宏平.基于有限元模型修正的土木结构损伤识别方法[J].工程力学,2021,38(3):1-16.

[12]杜永峰,李万润,李慧,等.基于时间序列分析的结构损伤识别[J].振动与冲击,2012,31(12):108-111.