基于尾波干涉的鋼筋混凝土梁應(yīng)力測(cè)試的初步實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、超聲波無損檢測(cè)技術(shù)在土木工程領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用了數(shù)十年，傳統(tǒng)聲學(xué)的檢測(cè)大多將直達(dá)波（首波）作為研究對(duì)象，而對(duì)于尾波的研究，仍然較少。尾波是波在介質(zhì)中傳播時(shí)發(fā)生衍射和散射產(chǎn)生的彈性波，是衍射波和多重散射波的相互疊加，這種疊加使得尾波在介質(zhì)中傳播的路徑較長(zhǎng)，到達(dá)的時(shí)間比直達(dá)波晚。正是因?yàn)槲膊▊鞑サ睦塾?jì)路徑較長(zhǎng)，使得尾波蘊(yùn)含的信息更加豐富。又由于尾波對(duì)于介質(zhì)微弱變化具有的極高敏感性，可在混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生微弱變化時(shí)做出反應(yīng)，從而可以檢測(cè)到直達(dá)波不能檢測(cè)

2、到的變化。
　　本文通過對(duì)外文文獻(xiàn)進(jìn)行調(diào)研，重點(diǎn)分析了幾位國(guó)外學(xué)者在尾波方面的理論與實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)尾波原理和尾波干涉技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。同時(shí)參考國(guó)外學(xué)者的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)了新的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)裝置。
　　通過在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鋼筋混凝土梁的尾波應(yīng)力測(cè)試實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中所遇到的問題進(jìn)行描述與解答，運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立了一套時(shí)域數(shù)據(jù)的處理方法。對(duì)尾波實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行兩種方法的對(duì)比分析，分別為尾波干涉技術(shù)和幅值信息

3、分析。第一種尾波干涉技術(shù)，它的核心是互相關(guān)系數(shù)，通過最大相關(guān)系數(shù)來計(jì)算對(duì)應(yīng)的走時(shí)差為時(shí)間延遲（或提前），建立時(shí)間窗口，在時(shí)間窗口進(jìn)行互相關(guān)分析得到時(shí)間延時(shí)，通過時(shí)間延時(shí)來推導(dǎo)速度變化率。另一種是通過幅值信息進(jìn)行分析計(jì)算，其核心是標(biāo)準(zhǔn)差，通過不同波形的振幅作差，然后計(jì)算差值的標(biāo)準(zhǔn)差，得到結(jié)果。將這兩類結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果的校核，并利于量化分析和減小測(cè)量中的不確定度，這也為獲得進(jìn)一步的研究成果提供了更有力的手段。通過運(yùn)用多種處

4、理手段分析尾波數(shù)據(jù)，能得到更有意義的研究成果，這對(duì)推動(dòng)尾波的研究，獲得新的成果十分有利，也為之后的研究人員提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)參考方案。
　　本文以國(guó)家自然科學(xué)基金“基于尾波干涉的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)非加卸載測(cè)量研究”為項(xiàng)目依托，研究的內(nèi)容與項(xiàng)目相結(jié)合。文中采用不同的處理方法得到的結(jié)果十分相似，經(jīng)過兩種方法處理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均呈線性關(guān)系。其中用尾波干涉技術(shù)得到的波速變化率與國(guó)外學(xué)者量化出的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化下的波速變化率在同一量級(jí)，都是1