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刚性路面板振动理论及声振法地基脱空识别研究
| 论文题名： | 刚性路面板振动理论及声振法地基脱空识别研究 |
| 关键词： | 声振法;地基脱空识别;刚性路面;板底地基;无损检测 |
| 摘要： | 在车辆荷载的长期反复作用下，当水泥混凝土路面板底地基因塑性变形累积而产生路面板的脱空,将加速水泥混凝土路面板的断裂、破碎。因此，如何判定水泥混凝土路面板下脱空的位置及程度，对评定水泥混凝土路面使用性能及采取相应的修复措施具有重要的意义。而采用无损检测技术判定水泥混凝土路面板下的脱空状态也成为国内外的热门课题。 虽然水泥混凝土路面脱空的检测方法很多，但是真正适用于工程简便且有效的还很有限，本文所研究的是采用声振方法采集声信号，无需传感器，由于基于声信号频谱分析的识别方法简便，有效，因此对声振法用于水泥混凝土路面板下地基脱空的识别研究具有重要的理论意义和实用价值。本文的主要研究内容如下： (1)利用弹性矩形薄板振动理论，求解四边简支、四边固定及对边简支等不同边界条件路面板的振动特性。以及利用ANSYS模拟路面板在不同位置、不同程度下的模态响应分析计算，为应用声振法识别水泥混凝土路面板脱空提供了理论依据。 （2）自行研制了路面板脱空检测仪器，开发了配套的分析软件。试验确定了脱空检测仪器的最佳检测参数，还对检测仪器的重复性及有效性进行了验证。 （3）采用神经网络算法，模糊控制理论及声谱分析技术以及基于信息融合技术的集成神经网络技术分别对刚性路面板下的地基脱空进行识别和分析比较。 （4）结合工程实际，通过工程常用的以贝克曼梁与落锤式弯沉仪（FWD）测试系统为基础的路面板的脱空识别技术与现场钻孔取芯，检验了所提出的声振法识别技术。 创新性成果如下： （1）自行研制了简便，有效的刚性路面板下地基脱空检测仪器，利用该仪器采集了刚性路面板下地基脱空状况的声频信号。通过试验确定了该仪器的最佳检测参数，并对其复现性进行了大量的试验。开发了配套的分析软件和刚性路面板下地基脱空识别系统。 （2）首次将声振法应用于刚性路面脱空检测中。对所采集的声音信号进行声谱分析并定义音频变量和音频峰态值等刚性路面脱空识别参数，开展了神经网络技术，模糊控制理论和声谱分析技术识别刚性路面板下地基脱空的应用研究。通过贝克曼梁与FWD检测弯沉反算脱空以及现场钻孔取芯比较，声振法可以有效地识别刚性路面板下地基的脱空。 （3）利用弹性矩形薄板振动理论，求解了四边简支、四边固定及对边简支等几种边界条件下的刚性路面板振动的固有频率。通过有限元的方法建立了刚性路面结构模型，分别模拟刚性路面板有无脱空以及不同位置的的脱空和不同程度的脱空。 |
| 作者： | 彭永恒 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 张肖宁 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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