錨桿—圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無損探傷理論和智能診斷方法

目錄
第1章 緒論 1
1.1 背景及意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.3 主要研究?jī)?nèi)容 5
第2章 錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)低應(yīng)變縱向動(dòng)力響應(yīng)的求解及分析 7
2.1 完整錨桿結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本假設(shè)及定解問題 7
2.2 完整錨桿桿頂受穩(wěn)態(tài)正弦激振時(shí)的解析解 8
2.2.1 函數(shù)代換法 9
2.2.2 廣義函數(shù)法 11
2.3 完整錨桿頂端受瞬態(tài)激振時(shí)的解析解 13
2.4 完整錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的半解析解 15
2.4.1 指數(shù)形式解 16
2.4.2 三角函數(shù)解 17
2.5 完整錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力響應(yīng)的基本特性 18
2.5.1 多頻諧振特性 18
2.5.2 空間特性 19
2.5.3 完整錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力特性 19
2.6 損傷錨桿縱向動(dòng)力響應(yīng)的數(shù)學(xué)力學(xué)模型及定解問題 22
2.7 損傷錨桿桿頂瞬態(tài)動(dòng)力響應(yīng)的求解方法 24
2.7.1 傳遞矩陣法 24
2.7.2 阻抗函數(shù)傳遞法 26
2.8 損傷錨桿桿頂瞬態(tài)動(dòng)力響應(yīng)的算例 27
第3章 錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)低應(yīng)變動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬 29
3.1 錨桿-圍巖系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力響應(yīng)的有限元分析方法 29
3.1.1 二階系統(tǒng)瞬態(tài)分析 29
3.1.2 求解方法 30
3.1.3 初始條件 30
3.1.4 時(shí)間步長(zhǎng) 30
3.1.5 瞬態(tài)荷載的施加 30
3.1.6 阻尼 31
3.2 錨桿系統(tǒng)低應(yīng)變動(dòng)力響應(yīng)的一維有限元模擬 31
3.2.1 分析步驟 31
3.2.2 與理論計(jì)算的對(duì)比分析 34
3.3 錨桿系統(tǒng)低應(yīng)變動(dòng)力響應(yīng)的三維軸對(duì)稱有限元模擬 36
3.3.1 輸入?yún)?shù)的取值 36
3.3.2 錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模型的建立 38
3.3.3 模型的求解 39
3.4 完整錨桿系統(tǒng)有限元分析結(jié)果 40
3.5 損傷錨桿系統(tǒng)有限元分析結(jié)果 42
第4章 錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)低應(yīng)變動(dòng)力參數(shù)的識(shí)別研究 45
4.1 錨桿系統(tǒng)參數(shù)的研究背景 45
4.2 系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)問題的研究方法 46
4.3 錨桿結(jié)構(gòu)系統(tǒng)低應(yīng)變動(dòng)力響應(yīng)模擬實(shí)驗(yàn) 48
4.3.1 錨桿模型的制作 48
4.3.2 測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試設(shè)備 49
4.3.3 測(cè)試中應(yīng)注意的問題 51
4.3.4 模型實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果 51
4.4 遺傳算法的基本原理 54
4.5 錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力參數(shù)反演的遺傳算法設(shè)計(jì) 54
4.6 基于理論曲線的參數(shù)反演結(jié)果 56
4.6.1 完整錨桿反演結(jié)果 56
4.6.2 損傷錨桿反演結(jié)果 57
4.7 基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的參數(shù)反演 59
4.8 基于有限元數(shù)值分析結(jié)果的參數(shù)反演 61
第5章 錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)信號(hào)處理技術(shù) 62
5.1 錨桿系統(tǒng)動(dòng)測(cè)信號(hào)的頻譜分析 62
5.2 錨桿系統(tǒng)動(dòng)測(cè)信號(hào)的功率譜分析 64
5.3 用FFT處理錨桿系統(tǒng)動(dòng)測(cè)信號(hào)的缺點(diǎn) 66
5.4 錨桿系統(tǒng)動(dòng)測(cè)信號(hào)的一般時(shí)頻分析 67
5.5 錨桿系統(tǒng)動(dòng)測(cè)信號(hào)的小波分析 71
第6章 錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無損探傷及質(zhì)量診斷研究 80
6.1 工程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無損探傷理論概述 80
6.2 錨桿系統(tǒng)損傷位置的診斷 81
6.2.1 利用小波變換檢測(cè)錨桿損傷位置的原理 82
6.2.2 錨桿損傷位置識(shí)別步驟及識(shí)別舉例 82
6.3 基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的識(shí)別 86
6.3.1 基于小波包分析的錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特征向量的提取 86
6.3.2 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 87
6.3.3 錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別模型 90
6.4 錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)錨固質(zhì)量的定量分析方法 98
6.4.1 錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)錨固質(zhì)量的定量描述 99
6.4.2 完整錨桿結(jié)構(gòu)系統(tǒng)桿側(cè)剛度系數(shù)的確定 100
6.4.3 錨桿-圍巖結(jié)構(gòu)系統(tǒng)錨固質(zhì)量的定量分析步驟 102
6.5 錨桿系統(tǒng)無損探傷智能診斷系統(tǒng)的建立 102
6.6 錨桿系統(tǒng)無損探傷的智能診斷系統(tǒng)的工程應(yīng)用 103
參考文獻(xiàn) 106