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《华中科技大学》 2005年
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基于有限元与小波变换的桩身完整性分析

叶伟  
【摘要】:近几十年来,桩基完整性的低应变检测以其原理简单,操作方便,经济适用的特点被工程界广泛的认可和接受,并在国内乃至世界上的桩基检测领域得到了大规模的使用了。但是,在桩基低应变反射波法的检测结果中仍然存在着很大的误差,更有一些特殊情况是反射波法不可能解决的,究其原因,主要是因为: 一维杆件的波阻抗理论及其缺陷判别标准虽然简单明了,但是,因为波阻抗的公式过于简单,通常情况下都存在多解性,所以导致在应用中存在着许多盲点; 目前对检测信号的分析处理主要集中在时域波形的判别和一些简单的时频结合分析,而在整体上对信号的信息量挖掘仍显不足,以致在应用中只能给出模糊的定性判别。 本文在总结分析目前桩基完整性检测的各种方法特点及不足的基础上,应用有限元模拟和小波分析对一种多解的情况做详细的分析,主要工作如下: 1. 在有限元程序ABAQUS 中建模,然后运用改变模型网格大小、将结果的频散特性与理论公式对比和验证离析缺陷的时域反射波形三种方法,分析有限元时域波形结果频率成分的真实性和稳定性,证明了应用有限元结果作为桩基完整性反射法检测的频谱分析数据来源是可行的。 2. 分析了小波变换卓越的时频分析特点,根据数学程序MATLAB 以及本文研究内容的特点,确定了选择小波基的原则,并确定小波基sym2 作为本文应用的小波基; 分析并选择了连续小波系数作为结果的比较判别标准。 3. 分别对扩径桩和桩周有坚硬夹层土的完整桩的检测结果做时域和小波域分析。在时域分析中验证了二者反射波是相似的,这与理论结果和实际情况一致; 在小波分析中,发现扩径桩和桩周有坚硬夹层土的完整桩的反射波小波谱各有特点,并运用Huygens 原理和波的散射理论尝试解释了这两种模型在小波谱中所表现出来的特点,最后选择扩径反射和桩底反射之间的一系列高频峰值作为扩径桩在小波谱区中区别于桩周有坚硬夹层土的完整桩的特征。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TU473.1

【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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