本發(fā)明涉及土木工程結(jié)構(gòu)的損傷評估技術(shù)，特別是涉及一種利用拱形混凝土結(jié)構(gòu)遭受滾石沖擊荷載時(shí)的應(yīng)變響應(yīng)數(shù)據(jù)，測量結(jié)構(gòu)損傷分布特征并構(gòu)建結(jié)構(gòu)損傷評估體系的方法，以及方法的應(yīng)用。屬于適用于特定功能的電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理、結(jié)構(gòu)部件的沖擊測試、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測。

背景技術(shù)：

1、作為被動(dòng)防護(hù)設(shè)施，山區(qū)交通運(yùn)輸干線的隧道明洞始終處于山體崩塌滾石災(zāi)害的威脅環(huán)境中，極易受到滾石直接沖擊破壞。明洞結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵明洞襯砌安全。明洞遭受滾石沖擊破壞之后，襯砌結(jié)構(gòu)損傷程度鑒定評估是災(zāi)情應(yīng)急處置、災(zāi)后恢復(fù)重建的必要甚至首要環(huán)節(jié)之一。

2、壓力－沖量曲線（p-i曲線）是沖擊損傷評估的簡潔高效工具，但在現(xiàn)有技術(shù)中始終僅限于評估爆炸荷載作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷程度，從未被用于撞擊荷載所致的襯砌損傷。造成該現(xiàn)狀的原因主要在于四方面：第一，爆炸荷載與撞擊荷載雖同屬建筑物所受的偶然荷載，但兩者產(chǎn)生沖擊波類型、運(yùn)動(dòng)及其破壞性質(zhì)完全不同。前者在對建筑物產(chǎn)生反射超壓值荷載后會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生繞射超壓荷載，后者則無。因而荷載分析計(jì)算的一般原則是，前者將動(dòng)荷載等效為靜力荷載計(jì)算，或者直接按爆炸時(shí)程進(jìn)行動(dòng)力分析；后者則根據(jù)撞擊物的質(zhì)量、速度、撞擊時(shí)間和作用點(diǎn)分析計(jì)算。這使得撞擊荷載測試數(shù)據(jù)較難用于構(gòu)建曲線評估工具。第二，建筑結(jié)構(gòu)在撞擊荷載與爆炸荷載下的動(dòng)力響應(yīng)完全不同。爆炸荷載與撞擊荷載在原理層面相互區(qū)別的一個(gè)較直觀的表現(xiàn)是，沖擊波加載技術(shù)可以有效模擬爆炸荷載，用于爆炸力學(xué)研究，卻無法模擬撞擊荷載。第三，現(xiàn)有利用工程算法計(jì)算的沖擊損傷測量方法多以單一構(gòu)件目標(biāo)或者規(guī)則的整體目標(biāo)為對象，方法中使用的各類指標(biāo)無法適用于拱形結(jié)構(gòu)形式的目標(biāo)測量評估，因而無法解決明洞襯砌（混凝土拱形結(jié)構(gòu)）中的同類技術(shù)問題。最后，建立p-i圖解曲線評估工具的關(guān)鍵是經(jīng)科學(xué)可靠手段篩選出主控變量，但目前尚無可信賴的篩選方案。受限于這些基礎(chǔ)性差異，目前對于明洞襯砌結(jié)構(gòu)的滾石損傷研究較多針對明洞動(dòng)力響應(yīng)問題，沒有開發(fā)出切實(shí)有效的圖解類損傷評估工具。

3、現(xiàn)有技術(shù)“基于加速度信號(hào)雙耳墻式明洞結(jié)構(gòu)落石沖擊損傷預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)研究”（李東明，成都理工大學(xué)，2017年）公開了一種滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)后損傷評估方法。該方法將受拉損傷因子作為基礎(chǔ)，利用abaqus混凝土損傷本構(gòu)模型提供的損傷因子作為評價(jià)結(jié)構(gòu)損傷程度的微觀量化指標(biāo)，利用統(tǒng)計(jì)手段將模型拱部所有單元損傷因子的平均值作為整個(gè)明洞結(jié)構(gòu)損傷程度的量化指標(biāo)；在此基礎(chǔ)上得到不同滾石直徑（或滾石質(zhì)量）、不同沖擊初速度與明洞損傷程度的對應(yīng)關(guān)系；同時(shí)擬合構(gòu)建了滾石沖擊動(dòng)能與拱部單元損傷因子均值（損傷程度量化指標(biāo)）間的一元四次多項(xiàng)式函數(shù)模型。該評估方法的主要缺陷在于，一方面，僅統(tǒng)計(jì)一個(gè)研究案例中拱頂處受拉損傷情況，沒有針對明洞襯砌結(jié)構(gòu)的拉伸損傷計(jì)算模型與損傷程度分級體系；另一方面，方法實(shí)現(xiàn)依賴拱頂沉降量數(shù)據(jù)或者加速度信號(hào)，該項(xiàng)數(shù)據(jù)在實(shí)際滾石案例中難以直接獲取，也就難以在不依托專門搭建的實(shí)驗(yàn)室測量體系得以重復(fù)再現(xiàn)，限制了技術(shù)方案在研究或生產(chǎn)實(shí)踐中的推廣使用，無法累積用于建構(gòu)評估體系的充分?jǐn)?shù)據(jù)?？傊摷夹g(shù)只適用于對針對專門研究案例的損傷測量，無法解決損傷評估體系構(gòu)建問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷評估體系構(gòu)建方法及應(yīng)用。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供一種滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷評估體系構(gòu)建方法，技術(shù)方案如下。

3、一種滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷評估體系構(gòu)建方法，其特征在于：

4、步驟s100、構(gòu)建由損傷因子dt表達(dá)的滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷本構(gòu)模型dcm，構(gòu)建滾石－明洞三維有限元模型，三維有限元模型中的襯砌結(jié)構(gòu)運(yùn)用所述本構(gòu)模型dcm構(gòu)建，篩選宏觀損傷指標(biāo) ψ，所述宏觀損傷指標(biāo) ψ是能夠表征襯砌結(jié)構(gòu)由滾石沖擊所致的宏觀損傷特征的指標(biāo)；

5、步驟s200、利用所述三維有限元模型開展模擬計(jì)算，進(jìn)行滾石動(dòng)力參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)影響下的明洞襯砌結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析、明洞襯砌損傷演化階段特征分析，統(tǒng)計(jì)模擬計(jì)算數(shù)據(jù)中的拱頂撓度 u與宏觀損傷指標(biāo) ψ二特征參數(shù)，構(gòu)建由 ψ與 u表達(dá)的滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)宏觀損傷演化模型 ψ- u；

6、步驟s300、利用所述演化模型 ψ- u開展模擬試驗(yàn)，分析明洞襯砌結(jié)構(gòu)沖擊損傷演化階段，利用結(jié)果數(shù)據(jù)構(gòu)建滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷程度分級體系das，所述體系das包括損傷定級dac、損傷評估指標(biāo)dai、dai的定級閾值daicr，所述損傷定級dac的級數(shù)結(jié)構(gòu)根據(jù)明洞襯砌結(jié)構(gòu)沖擊損傷演化階段分析結(jié)果確定；

7、步驟s400、選取滾石沖擊明洞襯砌事件中p個(gè)可觀測指標(biāo)作為備選變量q，所述備選變量q包括能夠表征滾石結(jié)構(gòu)與動(dòng)力特征的可觀測指標(biāo)、能夠表征明洞襯砌結(jié)構(gòu)與響應(yīng)特征的可觀測指標(biāo)，所述能夠表征明洞襯砌結(jié)構(gòu)與響應(yīng)特征的可觀測指標(biāo)包括拱頂撓度 u，采用量綱分析方法構(gòu)建式1函數(shù)并考察各備選變量q與指標(biāo)dai間相關(guān)性，統(tǒng)計(jì)篩選出滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷的二主控變量x、y，

8、????式1；

9、步驟s500、利用式1函數(shù)，確定所述體系das中各定級閾值daicr對應(yīng)的二主控變量的臨界條件值xcr與ycr，并模擬計(jì)算二主控變量不同組合工況(x,y)條件下的dai值dai(x,y)；基于dai(x,y)數(shù)據(jù)，搜索各級daicr對應(yīng)的損傷臨界點(diǎn)(xcr,?ycr)，所述損傷臨界點(diǎn)(xcr,?ycr)是x與y同時(shí)分別滿足臨界條件值xcr與ycr的組合工況(x,y)；以各級損傷臨界點(diǎn)(xcr,?ycr)為基礎(chǔ)構(gòu)建各損傷定級dac對應(yīng)的滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷臨界曲線cda，所述曲線cda依式2表達(dá)，

10、????式2，

11、式中，c－常量系數(shù)。

12、上述滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷評估體系構(gòu)建方法旨在構(gòu)建一種廣義p-i曲線的圖解類滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷評估體系。構(gòu)建p-i曲線評估工具的關(guān)鍵是建立能夠表征滾石－明洞襯砌沖擊系統(tǒng)中的二主控變量與反映明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷演化過程的階段性量變臨界狀態(tài)的特征變量之間盡可能精確的映射函數(shù)。為解決該技術(shù)問題，本發(fā)明上述構(gòu)建方法，首先，基于選取的損傷因子dt設(shè)計(jì)宏觀損傷指標(biāo) ψ，與襯砌結(jié)構(gòu)指標(biāo) u組合，利用有限元試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立 ψ- u宏觀損傷演化模型，利用該模型分析確定明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷演化過程的階段性量變臨界狀態(tài)及損傷指標(biāo)閾值，并進(jìn)一步構(gòu)建損傷程度分級體系das，該體系包括損傷定級，以及基于襯砌結(jié)構(gòu)指標(biāo) u的損傷評估指標(biāo)及定級閾值。其次，構(gòu)建滾石－明洞襯砌沖擊系統(tǒng)理論分析模型，選取能夠表征該系統(tǒng)沖擊－響應(yīng)雙向互動(dòng)的可觀測指標(biāo)作為主控變量的備選項(xiàng)，利用量綱分析建立主控變量備選項(xiàng)與定級閾值間的映射函數(shù)，篩選出二主控變量x、y。最后，基于二主控變量在不同模擬工況下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以體系das為媒介工具，確定主控變量組合(x,y)在襯砌損傷演化過程中發(fā)生階段性量變的臨界點(diǎn)，即為各級損傷臨界點(diǎn)(xcr,?ycr)，通過積累(xcr,?ycr)數(shù)據(jù)擬合曲線，得到由廣義p-i曲線圖解的損傷評估體系。

13、以上述滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷評估體系構(gòu)建方法為基礎(chǔ)，本發(fā)明進(jìn)一步提供優(yōu)化改進(jìn)方案。各項(xiàng)優(yōu)化改進(jìn)方案可以同時(shí)實(shí)施，也可以在不影響方案技術(shù)邏輯銜接的前提下分別實(shí)施。

14、優(yōu)化一、采用拱頂撓度 u與襯砌結(jié)構(gòu)允許撓度 u d的比值d（式3）作為一種具體的損傷評估指標(biāo)dai方案。本發(fā)明經(jīng)前期理論分析與實(shí)驗(yàn)測試發(fā)現(xiàn)，以襯砌結(jié)構(gòu)為代表的混凝土拱形結(jié)構(gòu)在滾石沖擊荷載應(yīng)變中集中表現(xiàn)出兩方面特性：一方面，在整個(gè)拱結(jié)構(gòu)中，當(dāng)拱頂最大位移突破一定值，損傷值會(huì)出現(xiàn)指數(shù)型上升；另一方面，在損傷值指數(shù)型上升階段，損傷并非聚集于受撞局部，而是散布于整個(gè)拱形結(jié)構(gòu)且連接成面，致使結(jié)構(gòu)失去承載能力并達(dá)到無法修復(fù)程度。此二項(xiàng)特征滿足允許撓度 u d指標(biāo)所表征的結(jié)構(gòu)特征。基于此發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明認(rèn)為引入允許撓度 u d能夠有效度量大型拱形混凝土結(jié)構(gòu)在滾石沖擊荷載下的變形特征，尤其是能夠有效度量損傷特征。在此基礎(chǔ)上，利用拱頂撓度 u相對于允許撓度 u d的程度，即能構(gòu)建出簡潔的測量指標(biāo)。本優(yōu)化方案是首次將允許撓度 u d作為損傷觀測變量引入混凝土拱形結(jié)構(gòu)由撞擊荷載所致的損傷評估測量。

15、?式3，

16、式中， u－拱頂撓度（mm）， u d－襯砌結(jié)構(gòu)允許撓度（mm）。

17、進(jìn)一步地，基于前期分析數(shù)據(jù)，本發(fā)明進(jìn)一步確定襯砌結(jié)構(gòu)中 u d的經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式（式4），可用于快速計(jì)算d值。式4中，w是拱形結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)寬，單位mm。

18、??式4。

19、優(yōu)化二、提供拉伸損傷計(jì)算模型tdc作為滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷本構(gòu)模型dcm的具體形式。

20、利用混凝土損傷塑性模型模擬混凝土連續(xù)的、塑性的損傷，并假設(shè)其失效由混凝土拉伸開裂控制，由此，構(gòu)建得到拉伸損傷計(jì)算模型tdc作為本發(fā)明滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷本構(gòu)模型dcm的具體表達(dá)。模型tdc將明洞襯砌結(jié)構(gòu)拉伸損傷過程表示為兩階段，包括：階段一、彈性形變階段；階段二、拉伸損傷階段。模型tdc以函數(shù)形式將混凝土拉伸損傷過程表示為式5方程組。

21、??式5-1，

22、??式5-2，

23、???式5-3，

24、模型tdc中， σt－混凝土拉應(yīng)力(mpa)，dt－混凝土受拉損傷因子，e0－混凝土無損彈性模量(mpa)，εt－混凝土受拉應(yīng)變，εpl－混凝土受拉等效塑性應(yīng)變，εck－混凝土開裂應(yīng)變，各變量單位及確定方法同混凝土損傷塑性模型。

25、優(yōu)化三、利用拉伸損傷計(jì)算模型tdc定義構(gòu)建宏觀損傷指標(biāo) ψ?；谀Ｐ蛅dc，將宏觀損傷指標(biāo) ψ設(shè)計(jì)為襯砌結(jié)構(gòu)所有 n個(gè)構(gòu)件點(diǎn)損傷因子dt的均值（式6-1），

26、????????式6-1。

27、更進(jìn)一步地利用模型tdc，損傷因子dt可以定義為依式6-2表達(dá)的明洞襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)件點(diǎn)的損傷值φ。

28、????式6-2，

29、式中，φ( i, t)－第 i個(gè)襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)件點(diǎn)在時(shí)間t的損傷值，無量綱。

30、優(yōu)化四、提供滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷程度分級體系das的基本結(jié)構(gòu)。

31、利用大量前期測試數(shù)據(jù)，本發(fā)明為分級體系das具體提供一種包括編碼為ds1～ds4的4級定級設(shè)計(jì)，見表1。

32、表1?滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷程度分級體系

33、

34、優(yōu)化五、備選變量q中，能夠表征滾石結(jié)構(gòu)與動(dòng)力特征的可觀測指標(biāo)包括滾石的質(zhì)量 m、沖擊速度 v、接觸頭形狀因子 n*、沖擊角度 θ。其中，接觸頭形狀因子 n*可以依現(xiàn)有技術(shù)zl2022103972851確定。

35、優(yōu)化六、備選變量q中，能夠表征明洞襯砌結(jié)構(gòu)與響應(yīng)特征的可觀測指標(biāo)包括土體的抗壓強(qiáng)度指標(biāo)、密度 ρ s、厚度 t s、拱頂撓度 u。進(jìn)一步地，土體的抗壓強(qiáng)度指標(biāo)優(yōu)選為土體抗壓強(qiáng)度 r*。該變量可以依現(xiàn)有技術(shù)zl?2022103972851確定。

36、優(yōu)化七、量綱分析方法選擇π定理，同時(shí)設(shè)定取 m、 v、 t s為互不相關(guān)參數(shù)， n*、 θ、 r*、 ρ s、 u為相關(guān)參數(shù)。更進(jìn)一步地，構(gòu)建式7-1、式7-2、式7-3表達(dá)的π定理計(jì)算模型，進(jìn)行變量回歸分析。

37、????式7-1，

38、????式7-2，

39、????式7-3。

40、優(yōu)化八、采用線性插值法，依據(jù)式8條件在dai(x,y)結(jié)果中搜索各級損傷臨界點(diǎn)(xcr,?ycr)，其中，c為與式2中同一常數(shù)系數(shù)。

41、??????式8。

42、發(fā)明另一個(gè)目的是提供上述滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷評估體系構(gòu)建方法的應(yīng)用方案。

43、一種上述滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷評估體系構(gòu)建方法的應(yīng)用，其特征在于：是在滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷定量評估中的應(yīng)用。

44、上述應(yīng)用方案可以包含兩類方案。

45、監(jiān)測預(yù)警類方案：對于監(jiān)測對象明洞，在襯砌結(jié)構(gòu)的拱頂安裝監(jiān)測終端/傳感器單元用于采集拱頂實(shí)時(shí)撓度數(shù)據(jù)，在明洞上部空間安裝監(jiān)測終端/傳感器單元用于采集滾石幾何特征與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；預(yù)設(shè)實(shí)時(shí)撓度預(yù)警條件；當(dāng)實(shí)時(shí)撓度滿足預(yù)警條件，發(fā)出預(yù)警信息；獲取滾石幾何特征與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)輸入滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷臨界曲線cda，確定損傷程度；根據(jù)實(shí)時(shí)撓度計(jì)算比值d，依定級閾值daicr確定損傷等級；將分別依cda與比值d確定的損傷等級進(jìn)行比對，依就高原則確定損傷等級，并確定明洞損傷形態(tài)描述與可修復(fù)性建議。

46、災(zāi)后評估類方案：在發(fā)生滾石沖擊破壞明洞后，現(xiàn)場調(diào)查獲取滾石幾何特征與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、襯砌結(jié)構(gòu)最大撓度數(shù)據(jù)；基于滾石幾何特征與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)利用滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷臨界曲線cda，確定損傷程度；根據(jù)最大撓度計(jì)算比值d，依定級閾值daicr確定損傷等級；將分別依cda與比值d確定的損傷等級進(jìn)行比對，依就高原則確定損傷等級，并確定明洞損傷形態(tài)描述與可修復(fù)性建議。

47、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：（1）本發(fā)明滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷評估體系構(gòu)建方法是一種滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷測試方法。利用構(gòu)建的測試體系，采集能夠反映滾石沖擊與明洞襯砌結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間互動(dòng)關(guān)系的測試信號(hào)，并通過對所獲信號(hào)分析加工得到數(shù)據(jù)，構(gòu)建用于評估滾石沖擊所致明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷程度的廣義p-i曲線評估工具。相較于現(xiàn)有技術(shù)只能針對爆炸荷載作用下的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷程度構(gòu)建p-i曲線評估工具，一直未能針對撞擊荷載作用下的混凝土拱形結(jié)構(gòu)損傷構(gòu)建該評估工具，本發(fā)明解決了該技術(shù)問題。（2）現(xiàn)有技術(shù)一直未能解決前述技術(shù)問題的原因主要在于，在搭建實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)時(shí)，將對滾石沖擊荷載下明洞襯砌結(jié)構(gòu)響應(yīng)測量的關(guān)注點(diǎn)局限在對拱形結(jié)構(gòu)的局部形變（如拱頂沉降）測量，因而所解決的問題僅限于得到拱頂沉降量與裂縫擴(kuò)展情況（均是結(jié)構(gòu)的局部損傷特征），以及定性描述的損傷程度分級，無法篩選出采用圖解法進(jìn)行損傷評估所需的有效主控變量，也無法建立評估準(zhǔn)則。簡言之，現(xiàn)有技術(shù)方案也許是囿于滾石沖擊具有明確沖擊位點(diǎn)這一現(xiàn)象，將研究視域放在襯砌結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵局部，因而無法解決建立圖解法評估工具。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本發(fā)明采取宏觀研究視域，從構(gòu)建由損傷因子表達(dá)的滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷本構(gòu)模型dcm出發(fā)，進(jìn)而構(gòu)建滾石沖擊下襯砌結(jié)構(gòu)宏觀損傷演化模型 ψ- u，再利用模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到宏觀損傷演化的階段特征量化結(jié)果，以及通過量綱分析確定損傷主控變量，逐步解決了構(gòu)建廣義p-i曲線圖解法評估工具過程的各關(guān)鍵問題。（3）建立主控變量篩選方法的核心是依循宏觀研究視域的技術(shù)構(gòu)思，構(gòu)建混凝土拱形結(jié)構(gòu)損傷評估指標(biāo)dai。現(xiàn)有技術(shù)沒有提出過該問題。本發(fā)明經(jīng)前期研究發(fā)現(xiàn)，混凝土拱形結(jié)構(gòu)在滾石沖擊荷載應(yīng)變中集中表現(xiàn)兩方面特性：一方面，在沖擊荷載下，拱頂位移確為重要觀測指標(biāo)，但比該指標(biāo)變化程度更為重要的是，當(dāng)拱頂最大位移達(dá)到明突破一定程度，損傷值會(huì)呈現(xiàn)與前期不同的變化趨勢，即出現(xiàn)指數(shù)型上升；另一方面，在損傷值指數(shù)型上升階段，結(jié)構(gòu)損傷并非聚集于沖擊部位局部，或者是聚集于僅從結(jié)構(gòu)力學(xué)分析出發(fā)能夠預(yù)測的局部，而是散布于整個(gè)拱形結(jié)構(gòu)，且連接成損傷面。正是因?yàn)閾p傷面的出現(xiàn)，而非單純局部損傷數(shù)量的增多，致使拱形結(jié)構(gòu)整體失去承載能力，進(jìn)而達(dá)到無法修復(fù)程度。由于此二項(xiàng)特征滿足允許撓度 u d指標(biāo)所表征的結(jié)構(gòu)應(yīng)變特征，因而本發(fā)明創(chuàng)新性地引入允許撓度 u d表征類似襯砌結(jié)構(gòu)這類大型拱形混凝土結(jié)構(gòu)在滾石沖擊荷載下的變形特征，尤其是能夠有效度量損傷情況。在此基礎(chǔ)上，將拱頂撓度 u與允許撓度 u d結(jié)合，采用直接的比例類指標(biāo)，本發(fā)明構(gòu)建出簡潔有效且具有宏觀意義的損傷評估指標(biāo)dai，從根本上解決拱形混凝土結(jié)構(gòu)在滾石沖擊荷載下的損傷過程表征問題。（4）本發(fā)明解決了混凝土拱形結(jié)構(gòu)在撞擊沖擊荷載作用損傷發(fā)生的宏觀過程與測量問題，為構(gòu)建其他類型的損傷評估圖表類工具提供了基礎(chǔ)，為該類問題研究與技術(shù)開發(fā)提供了新思路。（5）本發(fā)明還提供了滾石沖擊明洞襯砌結(jié)構(gòu)損傷評估體系構(gòu)建方法的應(yīng)用方案。