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基于频谱分析和小波包熵值技术的压浆密实度检测研究
| 论文题名： | 基于频谱分析和小波包熵值技术的压浆密实度检测研究 |
| 关键词： | 预应力混凝土桥梁;压浆密实度检测;小波包熵值;频谱分析 |
| 摘要： | 在预应力混凝土桥梁施工过程中，水泥浆液质量不佳，波纹管孔道堵塞，施工人员灌浆操作不当等诸多因素均会导致孔道压浆不密实，甚至出现大面积的空洞缺陷，而孔道压浆质量的好坏直接影响着桥梁的使用寿命。本文使用有限元软件模拟了不同缺陷工况下孔道压浆密实度的检测过程，对时域数据进行频谱分析和小波包熵值计算，得出的主要结论如下： （1）首先，建立了五种不同板厚下不同缺陷直径的有限元模型。对时域数据进行频谱分析，拟合出适用于评估0.2m至0.4m板厚下混凝土强度为C55的频率与压浆密实度的关系式，结果表明：随着缺陷直径的减小（密实度增大），频率则会增大，频谱分析的方法对较小缺陷的检出能力具有一定局限性。其次，建立了板厚为0.316m规则缺陷边界的有限元模型。拟合出适用于评估0.316m板厚下混凝土强度为C55的频率与压浆密实度的关系式，结果表明：随着规则缺陷边界的升高（密实度增大），频率则会增大。再次，针对实际工程中压浆缺陷形状不规则的特性，建立了板厚为0.316m不规则缺陷边界的有限元模型。结果表明：频谱分析无法对相同缺陷分界处下不规则缺陷边界的工况进行区分。 （2）对河北省某桥梁进行了孔道压浆密实度检测。将评估0.2m至0.4m板厚混凝土强度为C55的频率和压浆密实度拟合公式的计算结果，评估0.316m板厚混凝土强度为C55的频率和压浆密实度拟合公式的计算结果，分别与检测结果进行对比分析，证明了两个拟合公式在实际工程中具有一定的可行性。 （3）以有限元模型为研究对象，计算各工况下的小波包熵值。结果表明：在不同缺陷直径的工况中，熵值随着缺陷直径的减小而增大，且相比频谱分析可以识别出更小的缺陷。在规则缺陷边界的工况中，熵值随着缺陷边界的升高而增大。在不规则缺陷边界的工况中，熵值依然随着不规则缺陷边界的升高而增大，实现了对相同缺陷分界处下不规则缺陷边界工况的区分。 |
| 作者： | 石冲 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 杨昌民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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