錨桿—圍巖結構系統(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 國內外研究現(xiàn)狀 2
1.3 主要研究內容 5
第2章 錨桿-圍巖結構低應變縱向動力響應的求解及分析 7
2.1 完整錨桿結構系統(tǒng)的基本假設及定解問題 7
2.2 完整錨桿桿頂受穩(wěn)態(tài)正弦激振時的解析解 8
2.2.1 函數代換法 9
2.2.2 廣義函數法 11
2.3 完整錨桿頂端受瞬態(tài)激振時的解析解 13
2.4 完整錨桿-圍巖結構系統(tǒng)動力響應的半解析解 15
2.4.1 指數形式解 16
2.4.2 三角函數解 17
2.5 完整錨桿-圍巖結構系統(tǒng)瞬態(tài)動力響應的基本特性 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-圍巖結構系統(tǒng)動力特性 19
2.6 損傷錨桿縱向動力響應的數學力學模型及定解問題 22
2.7 損傷錨桿桿頂瞬態(tài)動力響應的求解方法 24
2.7.1 傳遞矩陣法 24
2.7.2 阻抗函數傳遞法 26
2.8 損傷錨桿桿頂瞬態(tài)動力響應的算例 27
第3章 錨桿-圍巖結構系統(tǒng)低應變動力響應數值模擬 29
3.1 錨桿-圍巖系統(tǒng)瞬態(tài)動力響應的有限元分析方法 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 時間步長 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)低應變動力響應的一維有限元模擬 31
3.2.1 分析步驟 31
3.2.2 與理論計算的對比分析 34
3.3 錨桿系統(tǒng)低應變動力響應的三維軸對稱有限元模擬 36
3.3.1 輸入參數的取值 36
3.3.2 錨桿-圍巖結構系統(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)有限元分析結果 40
3.5 損傷錨桿系統(tǒng)有限元分析結果 42
第4章 錨桿-圍巖結構系統(tǒng)低應變動力參數的識別研究 45
4.1 錨桿系統(tǒng)參數的研究背景 45
4.2 系統(tǒng)參數辨識問題的研究方法 46
4.3 錨桿結構系統(tǒng)低應變動力響應模擬實驗 48
4.3.1 錨桿模型的制作 48
4.3.2 測試系統(tǒng)及測試設備 49
4.3.3 測試中應注意的問題 51
4.3.4 模型實驗測試結果 51
4.4 遺傳算法的基本原理 54
4.5 錨桿-圍巖結構系統(tǒng)動力參數反演的遺傳算法設計 54
4.6 基于理論曲線的參數反演結果 56
4.6.1 完整錨桿反演結果 56
4.6.2 損傷錨桿反演結果 57
4.7 基于實驗結果的參數反演 59
4.8 基于有限元數值分析結果的參數反演 61
第5章 錨桿-圍巖結構系統(tǒng)動力響應信號處理技術 62
5.1 錨桿系統(tǒng)動測信號的頻譜分析 62
5.2 錨桿系統(tǒng)動測信號的功率譜分析 64
5.3 用FFT處理錨桿系統(tǒng)動測信號的缺點 66
5.4 錨桿系統(tǒng)動測信號的一般時頻分析 67
5.5 錨桿系統(tǒng)動測信號的小波分析 71
第6章 錨桿-圍巖結構系統(tǒng)無損探傷及質量診斷研究 80
6.1 工程結構系統(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 利用小波變換檢測錨桿損傷位置的原理 82
6.2.2 錨桿損傷位置識別步驟及識別舉例 82
6.3 基于小波神經網絡的錨桿-圍巖結構系統(tǒng)的識別 86
6.3.1 基于小波包分析的錨桿-圍巖結構系統(tǒng)特征向量的提取 86
6.3.2 徑向基神經網絡和廣義回歸神經網絡 87
6.3.3 錨桿-圍巖結構系統(tǒng)的小波神經網絡識別模型 90
6.4 錨桿-圍巖結構系統(tǒng)錨固質量的定量分析方法 98
6.4.1 錨桿-圍巖結構系統(tǒng)錨固質量的定量描述 99
6.4.2 完整錨桿結構系統(tǒng)桿側剛度系數的確定 100
6.4.3 錨桿-圍巖結構系統(tǒng)錨固質量的定量分析步驟 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)的工程應用 103
參考文獻 106