基于小波和支持向量機(jī)的樁基缺陷檢測技術(shù)研究.pdf

1、灌注樁基礎(chǔ)(簡稱樁基)是建于地下的鋼筋水泥混凝土構(gòu)件，用于承載橋梁或樓房等土木建筑。由于主觀或客觀的因素，樁基建造完成之后會存在一定缺陷，樁基缺陷直接影響其承載性能，樁基的承載性能關(guān)系到建筑工程的質(zhì)量、安全和使用壽命。缺陷嚴(yán)重的樁基難以承載額定的建筑負(fù)荷，很容易導(dǎo)致重大工程事故的發(fā)生，甚至造成人身和國家財產(chǎn)的重大損失。因此，樁基建成后必須對其是否存在缺陷和缺陷程度進(jìn)行嚴(yán)格的檢測，鑒定樁基的質(zhì)量類別，對缺陷嚴(yán)重的樁基還須進(jìn)行相應(yīng)的處理。<

2、br>　　我國樁基缺陷檢測標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定四種方法，分別是低應(yīng)變應(yīng)力波反射法(簡稱應(yīng)力波反射法)、超聲透射法、高應(yīng)變檢測法和鉆芯法。其中，應(yīng)力波反射法是最主要檢測方法。雖然應(yīng)力波反射法存在對樁基缺陷類型、缺陷程度和缺陷位置檢測的準(zhǔn)確性差的缺點(diǎn)，但是，應(yīng)力波反射法檢測成本低、檢測快捷，因此成為目前我國使用最普遍的方法。
　　本文應(yīng)用小波分析、支持向量機(jī)、特征向量的視窗提取以及一維桿件波動等數(shù)學(xué)理論改進(jìn)現(xiàn)有的應(yīng)力波信號的分析方法，以提高樁基

3、缺陷檢測的準(zhǔn)確性。
　　依據(jù)小波理論和關(guān)聯(lián)度理論，從典型的樁基缺陷波形中提取缺陷子波，構(gòu)建了專用小波基函數(shù)；應(yīng)用關(guān)聯(lián)度理論和方法確保了專用小波基函數(shù)與缺陷子波具有較好的相似性；從而提高專用小波基函數(shù)對樁基缺陷分析的準(zhǔn)確性和對不同地質(zhì)環(huán)境的適應(yīng)性。
　　針對現(xiàn)有特征向量的提取方法存在對信號時間信息缺失和不能識別樁基多處缺陷的不足，本文提出了特征向量的視窗提取方法，闡述了視窗寬度及其平移步長參數(shù)的選擇原則；針對特征向量的視窗提取

4、方法，構(gòu)建了特征向量矩陣模型；進(jìn)行了基于視窗提取的樁基多缺陷檢測實(shí)驗(yàn)和準(zhǔn)確性分析。
　　依據(jù)模式識別理論，利用支持向量機(jī)分類性能的優(yōu)勢和樁基缺陷的特點(diǎn)，改進(jìn)了支持向量機(jī)多分類器結(jié)構(gòu)，提出了多層一對一型支持向量機(jī)分類器及其模型；對多層支持向量機(jī)分類器和PB分類器進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)和性能分析。
　　分析了現(xiàn)有樁基缺陷程度測量結(jié)果的不確定度因素，利用缺陷分類的功率譜等中間結(jié)果，提出了基于功率譜的樁基缺陷位置和缺陷程度的測量方法，為樁基