專利名稱：預(yù)應(yīng)力二次張拉拐點辨識方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及預(yù)應(yīng)力二次張拉拐點辨識方法，尤其是一種利用電腦自動辨識預(yù)應(yīng)力二次張拉拐點的方法。
背景技術(shù)：
預(yù)應(yīng)力張拉曲線的拐點精確辨識在實際工程中有著重要意義。拐點處張力(亦稱 “載荷”)以及拐點前后的斜率(即彈性形變系數(shù))等數(shù)據(jù)可用于預(yù)應(yīng)力器材(如鋼索、鋼棒、預(yù)應(yīng)力錨具等)的質(zhì)量檢測、自然災(zāi)害(如滑坡、地震等)的動態(tài)檢測、工程施工(橋梁、 公路、隧道等)的驗收?，F(xiàn)將工程應(yīng)用案例簡要列舉如下。①邊坡滑坡災(zāi)害監(jiān)測
安裝方法類似于

圖1所示的安裝方法，將圖1中A點與B點固定在邊坡的監(jiān)測帶上， 并預(yù)先在AB段鋼索施加張力^。在進(jìn)行滑坡災(zāi)害監(jiān)測時，通過施加外部張力獲得張力-伸長量曲線，并通過辨識算法獲得拐點張力為Λ，由此可計算得到邊坡上A點與B點的相對位移為
權(quán)利要求
1.一種預(yù)應(yīng)力二次張拉拐點辨識方法，其包括以下步驟S1 、 采集獲得實測數(shù)據(jù)點集合
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力二次張拉拐點辨識方法，其特征在于所述步驟S2中篩選有效數(shù)據(jù)點由以下步驟組成S20、設(shè)定單根預(yù)應(yīng)力筋的張力范圍為，其中^為張力下界，為張力上界，則所述有效數(shù)據(jù)點集合Di中有效數(shù)據(jù)起始點的下標(biāo)表示為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力二次張拉拐點辨識方法，其特征在于所述步驟S3中過濾異常數(shù)據(jù)點采用中位值平均濾波算法對所述有效數(shù)據(jù)點集合込的張力數(shù)據(jù)和伸長量數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，由以下步驟組成530、對于有效數(shù)據(jù)點4= IfiiSi)，將其R半徑內(nèi)有效數(shù)據(jù)點的張力數(shù)據(jù)/i和伸長量數(shù)據(jù)A分別進(jìn)行排序，去除張力數(shù)據(jù)/i的最大值和最小值，求取剩余張力數(shù)據(jù)的平均值，即得到所述有效數(shù)據(jù)點中張力數(shù)據(jù)的取值義，公式表示為 i+lfi =CEJr m3K(fi-M' ‘ ‘U — ■ ·% fUM}) /(2Λ — 1)；531、去除伸長量數(shù)據(jù)A的最大值和最小值，求取剩余伸長量數(shù)據(jù)的平均值，即得到所述有效數(shù)據(jù)點中伸長量數(shù)據(jù)的取值公式表示為4 = (Σ 5 — ma^iv於…，— mmC^ ■■、&M.2R -0，其中"￡、_，且1 的取值為 3 ；532、獲得經(jīng)過濾后的有效數(shù)據(jù)點集合￡):,其中=(義5心。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力二次張拉拐點辨識方法，其特征在于所述步驟S4中等間距重新采集采用拉格朗日拋物插值算法，對經(jīng)過濾后的有效數(shù)據(jù)點集合錢進(jìn)行等伸長量間隔插值，由以下步驟組成S40、設(shè)定伸長量間隔為，且伸長量上界和下界分別為，、，，，取Λ ,的整數(shù)作 As為取值，即《 =lsI^1則伸長量插值點為4 = S41、采用拉格朗日拋物插值算法獲得等伸長量間隔插值后的張力值‘和伸長量值‘其中 hisi) = -， λ€
且，為中位于區(qū)間[S;—&，S;+&]內(nèi)的伸長量采樣點，■■,/·+ 為<,■■■，<+ ,所對應(yīng)的張力值，W+1 為認(rèn)中位于該區(qū)間的采樣數(shù)據(jù)點個數(shù)，W為插值階數(shù)；S42、獲得·申長量間隔插齪的預(yù)處理后_點集合D:= if;,s'；)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力二次張拉拐點辨識方法，其特征在于所述步驟S6中求取可行取值范圍中心點由以下步驟后組成560、初始化參數(shù)片、K、K、blm JdKff ,且初始化斜率差ek為零，其中ek= | k「k21 ；561、從預(yù)處理后數(shù)據(jù)點集合^的第一個數(shù)據(jù)點^CZ1"乂)遍歷整個預(yù)處理后數(shù)據(jù)點集合扛，記錄當(dāng)前的數(shù)據(jù)點；562、計算候選參數(shù)中心點g，.%；，h[， ；,4，其中SrI — TiT Ca2 — Jm1 K2bml，%H^I 563、判斷是否％>ek，如果是則 ek = ek ‘ idx& = i ‘
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力二次張拉拐點辨識方法，其特征在于所述步驟S7中可行取值范圍如下
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的預(yù)應(yīng)力二次張拉拐點辨識方法，其特征在于對所述可行取值范圍進(jìn)行優(yōu)化搜索由以下步驟組成.570、初始化種群采用統(tǒng)計學(xué)中的田口正交實驗方法，進(jìn)行種群的初始化操作，以便保證所有的染色體都均勻分布在可行取值范圍中，正交表記為^wOO.5)，種群的初始化算法如下
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力二次張拉拐點辨識方法，其特征在于所述步驟S8中拐點有效性的判斷包括彈性系數(shù)有效性的判斷，如果4 <h則判定彈性系數(shù)無效，搜索到的拐點為無效拐點.拐點張力有效性判斷，如果Ji與Ftl存在較大差異，則判定搜索到的拐點為無效拐點，其中/她€ Zi為實測拐點張力，F(xiàn)0為理想拐點張力。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)應(yīng)力二次張拉拐點辨識方法，其特征在于所述w取值為 100，所述ν取值為0.8。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種預(yù)應(yīng)力二次張拉拐點辨識方法，屬于工程中預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)拐點辨識領(lǐng)域。該方法對實測數(shù)據(jù)點集合進(jìn)行預(yù)處理，去除死區(qū)段數(shù)據(jù)、非線性段數(shù)據(jù)以及下降段數(shù)據(jù)、過濾異常數(shù)據(jù)點且重新采集有效數(shù)據(jù)，再通過優(yōu)化搜索獲得優(yōu)化拐點參數(shù)，最終進(jìn)行拐點有效性判斷，從而達(dá)到拐點辨識的目的。通過本發(fā)明，無需手工操作，可以快速、可靠且精確地自動辨識拐點。
文檔編號G06F19/00GK102289597SQ201110246418
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者但遠(yuǎn)宏, 劉恒洋, 劉貞, 施於人, 曹瓊, 朱新才, 閻建明, 黃賢英 申請人:重慶理工大學(xué)