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《浙江大学》 2003年
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土木工程的层析成像与广义反演研究

王振宇  
【摘要】: 在综合分析土木工程层析成像研究历史和现状的基础上,系统深入地研究了土木工程层析成像与广义反演的新理论、新方法和若干实用技术,研制了层析成像软件,数值仿真、室内试验和工程实例证明了本文方法的科学性、可行性和应用效果。研究成果可为结构的健康诊断与安全评估提供一定的科学依据。 本文的研究结论和创新点如下:(1)提出基于广义反演的层析成像研究框架,该框架包括外业测试与评估、前处理、正反演求解和结果分析评价等内容。(2)对层析成像所面临的离散不适定问题进行研究,通过对奇异值谱和Picard图的分析,剖析离散不适定问题求解困难的本质。(3)对常规SIRT算法进行改进;正则化方法在残差范数和解的范数之间进行最优折衷的思想对其他广义反演方法有较好的借鉴意义。(4)提出基于广义逆的一类反演方法和解评价指标。在分析解估计评价指标与阻尼系数关系的基础上,提出阻尼类反演方法的阻尼系数优选技术,采用多目标优化的评价函数法进行求解,该阻尼系数优选技术对初始值不敏感,所得阻尼系数合理。(5)研究三种误差对反演结果的影响和小波分析的降噪技术;引入向后扰动的概念,分析广义逆算法的稳定性;提出对先验信息和约束条件的处理方法;在同等测试条件下,广义逆方法具有更高的识别精度。(6)提出可用于层析成像异常区识别的若干个定量算法,开展混凝土构件层析程成像试验,研究表明层析成像的缺陷评估更直观、准确、信息量更丰富,比其他常规方法有独特的优势。(7)电阻率层析成像正演算法采用点源二维电场的有限单元法,反演算法采用平滑度约束的最小二乘法,以均方根误差作为目标函数。(8)采用改进的Miller Soil Box进行土样的电阻率试验,根据四因素三水平正交试验得出影响土的电阻率变化的主次因素顺序是:含水率、孔隙水的导电性、饱和度、土的种类。提出一个基于推广阿尔奇公式的粘土电阻率模型。对实测结果进行电阻率层析成像,能较好的发现地下目标,结合粘土的电阻率模型将有助于检测土层的含水率。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TU317

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 张钰娟;陈星明;张志贵;;超声波CT在混凝土爆炸损伤中的应用[J];爆破;2011年01期
2 王振宇,刘国华,张民强,梁国钱;电阻率层析成像在堤坝隐患探测中的应用[J];浙江水利科技;2004年02期
3 王振宇,刘国华;混凝土构件层析成像的试验研究[J];土木工程学报;2005年06期
4 屠毓敏;刘国华;王振宇;李富强;;龙凤山水库土石坝电阻率层析成像无损检测技术[J];岩土力学;2008年06期
5 王振宇,刘国华,梁国钱;基于广义逆的层析成像反演方法研究[J];浙江大学学报(工学版);2005年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 廉飞宇;大型平房仓储粮水分分布的电磁波检测理论与方法研究[D];上海大学;2012年
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1 张雪垠;非均匀背景场射线追踪的改进及有限元数值模拟[D];浙江大学;2006年
2 纪学灵;混凝土超声CT反演策略的研究[D];湖南大学;2008年
3 刘铁男;基于超声波活立木内部腐朽衰减成像的研究[D];东北林业大学;2010年
4 李玲;盐渍土电阻率特性研究[D];兰州大学;2012年
5 齐国霖;温州电业局生产安置房深基坑围护结构监测与数值模拟[D];湖北工业大学;2012年
6 侯伟清;基于钻孔与地面相结合的地震波空间探测方法研究[D];北京市市政工程研究院;2013年
【参考文献】
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4 底青云,王妙月;电流线追踪电位电阻率层析成像方法初探[J];地球物理学进展;1997年04期
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【共引文献】
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2 吴大宏,赵人达;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究初探[J];四川建筑科学研究;2002年03期
3 傅光耀,何颖成;《混凝土结构设计规范》修订内容的分析与理解[J];四川建筑科学研究;2004年03期
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5 陈文元;李雪梅;迟晓梅;;小波分析与神经网络在结构多处损伤监测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年03期
6 向怡宁;余江滔;项凯;;基于频率的混凝土构件火灾损伤检测[J];四川建筑科学研究;2010年05期
7 谢晓娣;基于小波包变换的地铁远方短路电流分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
8 张安勤;数据挖掘与进化算法[J];安徽教育学院学报;2002年03期
9 司圣柱;小波变换方法及其在化学中的应用[J];安徽教育学院学报;2004年03期
10 郭世平;;广义对角占优矩阵的若干基本性质[J];安徽教育学院学报;2005年06期
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1 杨益;方潜生;汪力君;;基于Handel-C的数字芯片的设计方法研究与实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 胡杨林;蒋洁琼;王明煌;曾勤;邱岳峰;邹俊;陈红丽;FDS team;;聚变裂变混合堆长寿命锕系废料嬗变处理的中子学优化分析[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
3 宋双全;殷亚飞;黄仕茂;;多极距中梯电测深技术与研究[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
4 张银芳;李继超;丁守良;张沛垚;王富群;;物探高磁、双频激电方法组合在探测磁铁矿中的应用[A];河南地球科学通报2009年卷(下册)[C];2009年
5 殷建武;;直流激电法在栾川南泥湖钼矿田外围找矿中的应用[A];河南地球科学通报2009年卷(下册)[C];2009年
6 侯志祥;;基于混合遗传算法的连续系统参数辨识[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 孙燕;孙峥;黄鹍;;基于模拟退火机制的隔离小生境混合遗传算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 孙燕;孙峥;;利用正交遗传算法优化交通检测点分布[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 郭玉堂;刘路路;;基于佳点集遗传算法的边缘检测[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 刘向;邹逢兴;张湘平;高政;;面向节能的混合流水车间调度方法的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 席本强;废弃矿山垃圾填埋场边坡稳定性及加固防渗研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
3 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
4 邹玮;荧光分子断层图像的重建技术研究[D];苏州大学;2010年
5 冯兵;鄂尔多斯盆地自然电场及石油地质意义[D];中国地质大学(北京);2010年
6 韩艳玲;可能性构造空间理论与计算机作曲思维模型研究[D];华中科技大学;2010年
7 彭北青;第三方物流配送车辆路径问题模型及算法研究[D];华中科技大学;2009年
8 鲁晶津;地球电磁三维数值模拟的多重网格方法及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 黄林峰;多目标进化算法研究[D];中国科学技术大学;2009年
10 刘飞;四足机器人步态规划与平衡控制研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏永敏;线性流形上几类矩阵方程的最小二乘解及最佳逼近解[D];河南理工大学;2010年
2 赫英毅;毫米波段基于TE_(21)模差网络设计[D];中国工程物理研究院;2009年
3 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 凡汉云;碳纤维复合材料电磁检测试验研究[D];南昌航空大学;2010年
5 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
6 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
7 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
8 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
9 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
10 施晓坤;煤炭企业人才结构优化[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谷云峰,王国体,俞竞伟;盐渍土的基本特性及其工程治理[J];安徽建筑;2004年01期
2 叶英;;隧道施工超前地质预报新方法研究[J];地下空间与工程学报;2010年03期
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9 刘红岩,胡刚;有关爆破损伤变量定义中存在的问题及探讨[J];爆破;2003年03期
10 宗福开;波传播问题中有限元分析的频散特性及离散化准则[J];爆炸与冲击;1984年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 张蓓;路面结构层材料介电特性及其厚度反演分析的系统识别方法——路面雷达关键技术研究[D];重庆大学;2003年
2 杨学春;基于应力波原木内部腐朽检测理论及试验的研究[D];东北林业大学;2004年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张静;雷达信号的采集、处理与压缩[D];大连海事大学;2002年
2 张亚奎;深基坑开挖对近邻建筑物变形影响的研究[D];北京工业大学;2003年
3 陈换过;小波变换和神经网络方法在复合材料结构损伤振动检测中的应用[D];西北工业大学;2003年
4 黄靓;混凝土超声CT的数值模拟与试验研究[D];湖南大学;2003年
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7 彭直兴;地震波初至旅行时射线追踪正演方法研究[D];成都理工大学;2005年
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10 包卫星;喀什地区盐渍土工程性质试验研究[D];长安大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦建增;杨磊;贺为民;陈学林;;电阻率成像技术研究与应用[J];CT理论与应用研究;2008年03期
2 陈安文;李清林;余燚;徐顺强;谢汝一;张卫东;高伟;杨臣堂;张振宇;;洛宁七里坪多金属矿直流激电测深方法的应用效果研究[J];CT理论与应用研究;2008年04期
3 王文娟;潘克家;曹俊兴;谭永基;;基于Tikhonov正则化的双频电磁波电导率成像反演[J];地球物理学报;2009年03期
4 杨磊;;基于工程地质勘察的高密度电阻率计算机层析成像技术研究[J];工程地质计算机应用;2008年02期
5 张吉;师学明;陈晓玲;刘迎;;超声波CT技术在混凝土无损检测中的应用现状及发展趋势[J];工程地球物理学报;2008年05期
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9 檀永杰;徐波;吴智敏;何化南;;基于超声对测法的钢管混凝土脱空检测试验[J];建筑科学与工程学报;2012年02期
10 沈彦谋;高谦;潘旦光;;甘南某金矿地球物理探测与冒顶事故分析[J];岩土力学;2009年07期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 孙祥娥;地震波速度求取若干问题研究[D];成都理工大学;2007年
2 黄靓;混凝土超声波层析成像的理论方法和试验研究[D];湖南大学;2008年
3 潘克家;石油地球物理勘探中若干反问题研究[D];复旦大学;2009年
4 刘斌;基于电阻率法与激电法的隧道含水地质构造超前探测与突水灾害实时监测研究[D];山东大学;2010年
5 王文娟;地球物理反演中病态矩阵方程正则化解算方法研究[D];成都理工大学;2010年
6 廉飞宇;大型平房仓储粮水分分布的电磁波检测理论与方法研究[D];上海大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张雪垠;非均匀背景场射线追踪的改进及有限元数值模拟[D];浙江大学;2006年
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5 杨薇;基于弯曲射线的跨孔层析成像算法研究[D];吉林大学;2008年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 毛志强,章成广;油藏条件下孔隙岩样毛管和电学性质研究[J];地球物理学进展;1995年01期
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10 黄鑫,王妙月;地震层析成象技术在测井和地面反射资料集中的应用研究[J];地球物理学报;1989年03期
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4 黄靓,黄政宇;线性插值射线追踪的改进方法[J];湘潭大学自然科学学报;2002年04期
5 李国娜,王保良,黄志尧,李海青;电容层析成像中电容检测方法的分析比较[J];仪器仪表学报;2005年S2期
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2 曾吕明;邢达;谷怀民;杨迪武;杨思华;向良忠;;基于多元线性阵列探测器的快速微波致热声层析成像[A];第十次中国生物物理学术大会论文摘要集[C];2006年
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4 高丽丽;何琳;徐果明;朱良保;;层析成像中反演参数选取的影响[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
5 周连庆;赵翠萍;陈章立;;利用地方震层析成像研究龙滩水库库区三维V_P和V_P/V_S层析成像[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
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7 房立华;吴建平;王未来;明跃红;;华北地区噪声层析成像研究[A];中国地震学会成立三十年学术研讨会论文摘要集[C];2009年
8 周连庆;赵翠萍;郑现;陈章立;;三峡库区三维Vp,Vp/Vs,Qp和Qs精细结构层析成像[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
9 张宝龙;徐义贤;陈伟;蒋礼;;基于噪声的面波层析成像与观测实验[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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1 孙安辉;一维速度结构和三维有限频全波层析成像研究[D];中国地震局地球物理研究所;2012年
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7 王小平;上海及其邻近地区地下三维速度结构及各向异性的研究[D];同济大学;2007年
8 全国涛;稳态荧光分子层析成像重构算法与实验研究[D];华中科技大学;2011年
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10 王微微;气液两相流参数检测新方法研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周小仙;利用地震反射和折射联合层析成像探测深部构造方法研究[D];中国地质大学(北京);2010年
2 郑德伟;连续太赫兹波层析成像实验研究[D];电子科技大学;2011年
3 赵启光;青藏高原东缘深部速度结构远震层析成像[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
4 燕利芳;反射波层析成像的数值模拟及在西安地裂缝中的应用研究[D];长安大学;2011年
5 朱龙生;多方位角逆VSP层析成像[D];长安大学;2003年
6 李玉喜;钻孔雷达层析成像软件系统的研究与开发[D];吉林大学;2010年
7 金溪;浅层地震初至波层析成像方法技术研究[D];长安大学;2010年
8 徐险峰;光声技术用于层析成像和光谱分析中的研究[D];华南师范大学;2003年
9 贺宁;基于非均匀傅里叶变换的超声层析成像研究[D];中国科学技术大学;2011年
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