砌体结构在我国既有住宅和保护建筑中占很大的比重。由于材料性能随机性极强,实现砌体结构的性能预测相当困难,这对于既有砌体结构的维护十分不利。为此,本研究首先结合有限单元法和离散单元法的优势,实现砌体结构的多尺度数值模拟。将材料的随机性,体现在砂浆弹簧力学参数、块体单元接触参数、砌体本构和破坏准则参数中,建立这些参数的先验概率密度函数。其次,基于贝叶斯推断理论,利用实测数据样本建立似然函数。通过马可夫蒙特卡洛抽样,挖掘多尺度计算结果和实测数据中的随机性规律,重构参数的后验概率密度函数。最后,基于贝叶斯模型选择技术,评价上述参数的各种模型(表达式)。根据全概率公式,将砌体结构的变形、基本频率和振型等指标,表述为多个参数模型(表达式)预测结果的加权组合。以概率模型表达的参数和以全概率公式表达的性能指标,符合砌体随机性的本质,可用于预测结构性能,为大量既有砌体结构的维护提供可靠的基础数据。
英文主题词Masonry structure;Bayesian inference;Multi-scale;Numerical simulation;Prediction