基于小波分析的超声波透射法基桩检测信号处理

摘要

桩基基础是一种历史悠久并且得到广泛使用的深基础形式。这些年来，随着我国现代化建设事业的蓬勃发展，工程建设规模的不断扩大，现代科学技术的不断发展，桩基的类型及成桩工艺、桩基的承载力与桩基完整性检测、桩基的设计理论与计算方法等都有了很大的发展。桩基础通常在地下或水下，无法直观其质量，属隐蔽工程，其施工程序繁、技术要求高、施工难度大，施工过程中某一环节处理不当，都可能形成桩基缺陷（缩径、扩径、离析、断桩），缺陷的存在必将影响桩的工作性能容易出现质量问题，而桩基质量直接关系到整个建筑物的安危。因此，桩基础工程的试验和质量检验尤为重要，设计前、施工中和施工后都要进行必要的试验和检验。而准确的判断桩基的缺陷性质和对桩基缺陷进行更加精确的定位，也是我们研究的主要方向。
　　 目前，对桩基础中的基桩进行质量检测应用较多的主要有静载法、动测法（高低应变）及超声波透射法。根据本文的需要，利用现代测试技术和相应的数学工具及软件，主要针对超声波透射法检测基桩桩身混凝土质量概率法评定进行研究，其它方法仅做一些简要的介绍。
　　 本文根据现代混凝土质量测试技术和数学工具，对超声波各声学参数变化对基桩桩身混凝土质量是否存在缺陷的判定做了理论分析。根据声学基础理论，分别从理论上分析证明了各声学参数（波速、波幅和频率）对混凝土质量判定的贡献。为了完全掌握基桩桩身混凝土质量情况，在实验室内进行了混凝土缺陷模拟实验，将小波分析理论结合MATLAB软件应用到基桩桩身混凝土质量检测评价中去，对现行基桩桩身混凝土质量概率法判断标准做了一个有效的补充。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 立题背景和意义

1.2 桩基础的发展历史

1.2.1 桩基础基本知识

1.2.2 国内外发展情况

1.3 桩基检测技术国内外发展状况

1.3.1 钻孔取芯法

1.3.2 超声波透射法

1.3.3 静载法

1.3.4 动测法

1.4 未来发展的趋势

1.5 本文主要研究内容与结构

第二章 超声波透射法

2.1 引言

2.2 超声波透射法原理

2.3 声学参数介绍

2.3.1 混凝土缺陷对声速或声时的影响

2.3.2 混凝土缺陷对波幅和频率的影响分析

2.3.3 混凝土缺陷对波形的影响分析

2.4 超声波透射法检测桩基的步骤

2.5 小结

第三章 小波分析与信号处理

3.1 引言

3.2 小波分析理论历史发展

3.2.1 信号时频分析

3.2.2 傅里叶变换

3.2.3 短时傅里叶变换

3.3 小波分析理论介绍

3.3.1 连续小波变换

3.3.2 离散小波变换

3.3.3 多分辨率分析及正交小波基

3.3.4 小波基的选取与构造

3.4 几种常见的小波函数

3.4.1 Harr小波

3.4.2 Morlet(morl)小波

3.4.3 Mexican Hat(mexh)小波

3.4.4 Daubechies(dbN)小波系

3.4.6 Symlets(symN)小波系

3.4.7 Coiflet(coifN)小波系

3.5 小结

第四章 混凝土缺陷模拟实验研究

4.1 引言

4.2 混凝土缺陷模拟实验

4.2.1 试块尺寸

4.2.2 配合比设计

4.2.3 试块设计

4.2.4 工作参数的设定

4.2.5 实验过程

4.3 实验结果及分析

4.4 小波分析及频谱图分析

4.5 小结

第五章 工程实例

5.1 引言

5.2 桩基质量的评判方法

5.2.1 概率法

5.2.2 PSD判断法

5.2.3 逆概率解析法

5.2.4 多因素概率法

5.3 桩基质量评判实例分析

5.4 小结

结论与建议

结论

建议

参考文献

致谢

附录A