基桩检测多参量综合分析方法.pdf

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72 施工技术 第41卷 常。

PSDVA综合判断法[依据经验细化了 阵A为X的协方差矩阵,H为p个权系数的列向 PSD法,增加了首波幅值A的衰减分档,在检测工 量,T表示转置。

作中使用有一定的指导意义,但各个工程检测现场 若将原始数据按下式标准化,即: 条件(如混凝土的原材料、强度等级、龄期)不同,如 Z= X-X 果生硬地使用,必不能达到理想的效果。

模糊综合 (4) 评判法"如果权重模糊向量取值不当,评判结果 ∑(x-x)² 就大相径庭。

SuarisW等"提出综合超声声速、波 n -1 幅、频率的损伤因子,来对混凝土损伤程度进行评 价,但并没有给出获取各参量权系数的方法。

唐修 矩阵A就为X的相关矩阵。

另外, 生等[利用损伤因子建立了声学参数与弹性模量 H'EH,E为单位矩阵。

之间的耦合关系式,但同时也指出加权因子的合理 那么,式(2)就变为: 取值还有待进一步研究。

H'AH ""= 针对上述不足,提出了一种评价受检混凝土质 H'EH (5) 量的新方法。

该方法假定混凝土的缺陷信息量是 显然,(A-mE)H=0是满足式(5)的。

因此,可 与缺陷有关的物理表征量的线性组合。

将突出混 以得出结论:突出混凝土缺陷信息的问题,实际上 凝土缺陷的问题,归结为计算物理表征量的相关矩 归结为计算X的协方差矩阵(或相关矩阵)的最大 阵的最大特征值和相应的特征向量;通过趋势分 特征值和相应的特征向量的问题。

析,除去缺陷信息量背景值,得到缺陷信息量的异 1.2缺陷信息量趋势面分析 常值。

称该方法为多参量综合分析法。

实践证明, 趋势面分析是用一定的函数对混凝土结构的 使用多参量综合分析法所得到的异常曲线能更合 某种特征在空间上的分布进行分析,用该函数所代 理地反映桩身混凝土质量情况,比现行的评判法得 表的面来逼近该结构的趋势变化。

也就是说,用数 到的结论更详细、清晰。

学的方法把观测值划分为两部分:趋势部分和异常 1方法原理 1.1缺陷信息量的计算 部分。

趋势部分反映区域性的总变化,受大范围的 假定混凝土的缺陷信息量f是p个与缺陷有关 系统性因素控制;异常反映局部范围的变化特点, 的物理表征量(波速、幅度、频率等)的线性组合,即 受局部因素和随机因素控制,即通常认为的局部异 常和随机误差。

通过趋势面分析,能更好地认识区 f=∑xkh (1) 域性规律和局部变化[。

m=1 式中:k测点号;X,h.分别表示该测点第m个物 用于拟合的函数很多,选用多项式函数较为合 理表征量及相应的权系数。

适。

对于建筑物上部结构的超声测缺可选用二次 为了有效地突出缺陷信息,必须使 趋势面,对于混凝土桩的超声检测,由于缺陷信息 ∑(f-)² 量f是随深度而变化的,因此,选用二次趋势线,即 1=岛 (2) 设有n个观测点,其深度设为坐标x,缺陷信息量趋 势值为f,其二次趋势线方程可表达为: 最大,其中n为测点总数、f是f的平均值。

f=a+ax,+ax (6) 式中:i=1,2,,n;ao,a,,a,为待定系数。

明显地,=xh,x为第m个缺陷表征量 为了使趋势线在n个观测点上最好地逼近f, 的平均值。

由于 得到最佳拟合的趋势线,根据最小二乘法原理,在n ∑(f-)²=∑f-nf= 个观测点上需使f与之差的平方和为最小,即 8=∑(f-f)² (7) ∑(xmhxh)-n(xhmxh)= 台 达到最小,把式(6)代人式(7),有 hm∑h∑(xm-x)(X-x) (3) 8=∑(f-a-ax-ax²)² (8) 要使最小,根据数学分析中的极值原理,求e 由(3)式可见,∑(f-J)²可表示为H"AH,矩 对a;的偏导数并令其为0,经整理后,得 万方数据
2012 No. 362 胡新发等:基桩检测多参量综合分析方法 73 3)求X。

的相关矩阵A,并计算A的最大特征 值及其相对应的特征向量H。

o 4)按式(1),即f = Zh计算各测点的缺 Z x a, fx (9) =1 陷信息量。

5)按式(9)求出系数a,α,,a后,按式(6)计 可求出系数ao,a,a。

将系数代人式(6),就可得 算缺陷信息量趋势值为f:。

到任一观测点的趋势值f。

6)按式(10)计算缺陷信息量异常值Af,并取 1.3缺陷信息量异常值 正值。

令Af=f-,负值没有意义,取其正值,就是 2 工程实例 异常值。

某公路桥1~4号桩桩径1500mm,桩长 1.4计算步骤 15.45m,混凝土设计强度等级为C25。

埋设3根声 1)由于多参量间的数据相差较大,将各参量的 测管,管距1070mm,测点间距250mm,水平检测。

检测数据取对数,统一到同一数量级,得...

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