[发明专利]用于落石冲击后柔性网系统维养决策的智能化评价方法

权利要求书

1.用于落石冲击后柔性网系统维养决策的智能化评价方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)建立基于落石冲击后支撑钢柱(1)的偏转量、支撑钢柱(1)弯曲变形量、支撑绳(2)拉力、支撑绳(2)滑移量、拉锚绳(3)拉力的柔性网系统健康状态的综合判别方案，据此在防护网系统的相应位置布置位移传感器(4)、倾角仪(5)、拉力传感器(6)，通过无线传输进入数据处理终端，用于系统维养决策的智能化评价；

(b)通过无线传输获取冲击作用时所有传感器的瞬时响应数据，包括：支撑钢柱(1)倾角θ_i、支撑钢柱(1)弯曲变形量δ_s、支撑绳(2)拉力F_j、支撑绳(2)滑移量s_j和拉锚绳(3)拉力F_k，采用冒泡法识别各类数据的响应峰值，并对响应数据进行列表分类；

(c)采用冒泡排序法筛选并按降序排列表中各拉锚绳(3)拉力响应F_k，据此确定拉锚绳对支撑钢柱(1)的合力F_s，基于柔性网力学行为特征，判别落石冲击区域；

所述步骤(c)中落石冲击区域判别方法如下：

根据测得的支撑钢柱(1)倾角θ，可由下式计算拉锚绳耗能器(8)的伸长量δ_l：

式中，a为相邻两个拉锚绳(3)锚固端中点至支撑钢柱(1)基座的距离；h为支撑钢柱(1)的高度；l为拉锚绳(3)的长度；b为相邻两个拉锚绳(3)锚固端之间的距离；α为支撑钢柱(1)安装角度；

根据系统布置方式，计算拉锚绳(3)对支撑钢柱(1)的合力值F_S，计算方法如下：

式中，b为相邻拉锚绳(3)锚固端之间的距离；

提取合力最大的两个值F_s,max1、F_s,max2，初步判定落石冲击区域在最大合力的两根支撑钢柱(1)之间；两个合力的差值ΔF和两个合力平均值的计算方法如下：

ΔF＝F_s,max1-F_s,max2

落石冲击区域定位系数λ的计算方法如下：

冲击区域判别标准如下：

当0.85λ1时，落石冲击区域为落石可能冲击于合力为F_s,max1的支撑钢柱(1)；

当0.15λ≤0.85时，落石冲击区域靠近合力为F_s,max1的支撑钢柱(1)；

当-0.15≤λ≤0.15时，落石冲击区域位于两根支撑钢柱(1)之间的中间区域；

当-0.85≤λ-0.15时，落石冲击区域靠近合力为F_s,max2的支撑钢柱(1)；

当1λ-0.85时，落石可能冲击于合力为F_s,max2的支撑钢柱(1)；

(d)根据系统部件规格和系统安装方式，确定各部件的极限承载能力，包括支撑钢柱(1)倾角极限偏转量θ_lim、支撑钢柱(1)极限弯曲变形量δ_s,lim、支撑绳(2)破断力F_j,lim、拉锚绳(3)破断力F_k,lim和耗能器极限伸长量δ_lim；

(e)通过表格中系统各部件的响应数据，获取冲击作用下耗能器的伸长量δ_l、支撑钢柱(1)倾角θ_i、支撑绳(2)拉力F_j、拉锚绳(3)拉力F_k、支撑钢柱(1)弯曲变形量δ_s，对比响应数据是否超过步骤(d)中确定的各部件极限承载能力来判别系统部件是否失效；

(f)根据响应数据，推算支撑绳耗能器(7)的耗能量以及拉锚绳耗能器(8)的耗能量，根据系统耗能特性，估算此次系统遭受的冲击能量，根据冲击能量与系统设防能力的差值评估系统的剩余性能；

(g)对系统健康状态建立优、良、中、差4级分级判断标准，并根据(d)和(e)对实际工作系统形成分级反馈，用于应急与维养决策判断。