基于尾波干涉的鋼筋混凝土梁應(yīng)力測試的初步實驗研究.pdf

1、超聲波無損檢測技術(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)的檢測大多將直達(dá)波（首波）作為研究對象，而對于尾波的研究，仍然較少。尾波是波在介質(zhì)中傳播時發(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，到達(dá)的時間比直達(dá)波晚。正是因為尾波傳播的累計路徑較長，使得尾波蘊(yùn)含的信息更加豐富。又由于尾波對于介質(zhì)微弱變化具有的極高敏感性，可在混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生微弱變化時做出反應(yīng)，從而可以檢測到直達(dá)波不能檢測

2、到的變化。
　　本文通過對外文文獻(xiàn)進(jìn)行調(diào)研，重點分析了幾位國外學(xué)者在尾波方面的理論與實驗研究，對尾波原理和尾波干涉技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。同時參考國外學(xué)者的實驗裝置和實驗方法，設(shè)計了新的實驗方案和實驗裝置。
　　通過在實驗室進(jìn)行鋼筋混凝土梁的尾波應(yīng)力測試實驗，對實驗過程中所遇到的問題進(jìn)行描述與解答，運用MATLAB軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立了一套時域數(shù)據(jù)的處理方法。對尾波實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行兩種方法的對比分析，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)來計算對應(yīng)的走時差為時間延遲（或提前），建立時間窗口，在時間窗口進(jìn)行互相關(guān)分析得到時間延時，通過時間延時來推導(dǎo)速度變化率。另一種是通過幅值信息進(jìn)行分析計算，其核心是標(biāo)準(zhǔn)差，通過不同波形的振幅作差，然后計算差值的標(biāo)準(zhǔn)差，得到結(jié)果。將這兩類結(jié)果進(jìn)行對比分析，可實現(xiàn)對測量結(jié)果的校核，并利于量化分析和減小測量中的不確定度，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，這對推動尾波的研究，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)和實驗參考方案。
　　本文以國家自然科學(xué)基金“基于尾波干涉的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力場非加卸載測量研究”為項目依托，研究的內(nèi)容與項目相結(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驗結(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，都是1