基于扩散模型的砌体填充墙震损快速反演

研究问题

砌体填充墙是框架结构抗震性能中的薄弱环节。宏观模型适合大规模结构分析，却难以描述裂缝与局部压碎的演化；细观模型能够给出损伤分布，但计算成本不利于快速评估。本文提出损伤反演模型 DIM，根据结构层面的层间变形过程，直接重建填充墙损伤因子场。

方法

1. 工况筛选：先用宏观模型进行易损性分析，并结合地震动特征和增量动力分析结果聚类，从50条地震动中筛选6条代表性输入。
2. 细观标签：通过细观有限元分析获得不同变形过程对应的损伤分布，作为扩散模型的训练目标。
3. 条件反演：把宏观层间变形序列作为提示条件，比较DDPM、DDIM和DEIS等采样策略的精度与效率。

主要发现

当DDPM采样步数超过500时，预测损伤分布与细观有限元结果的结构相似度可达到0.87。DEIS仅使用DDPM约1%的采样步数即可达到其90.51%的精度，并在推理速度上明显优于DDIM。结果说明，扩散模型能够从宏观响应中恢复具有空间分布特征的细观震损信息。

我的理解

这项工作的价值不只是图像生成，而是建立跨尺度映射：输入是结构层面的响应，输出是构件层面的损伤分布。对于震后快速评估，精度与推理速度同样重要，因此采样器选择本身也是工程模型设计的一部分。

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