基于模态曲率和冲击回波法识别无砟轨道混凝土结构内部伤损

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1、：滅遺乂．賴钃ｗＳＯＵＴＨＷＥＳＴ」ＩＡ。Ｔ。ＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹｉｒ養、硕士学位论文：＿ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ屬论翅目：基于模态曲率和冲击回波删无碎轨道混凝土结构内讓员工程硕士：Ｉ．国内图书分类号Ｕ２１６．４２密级：公开国际图书分类号：６２５西南交通大学研究生学位论文基干模态曲率和冲击回波法识别无碎轨道混凝土结构内部伤损年级：２０１２级姓名：胡志鹏申请学位级别：工程硕士专业：建筑与土木工程指

2、导教师：王平教授二零一五年三月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ２１６．４２Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２５ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＴＨＥＩＮＴＥＲＮＡＬＤＡＭＡＧＥＤＥＴＥＣＴＩＯＮＯＦＢＡＬＬＡＳＴＬＥＳＳＴＲＡＣＫＣＯＮＣＲＥＴＥＳＴＲＵＣＴＵＲＥＢＡＳＥＤＯＮＴＨＥＧＡＵＳＳＩＡＮＣＵＲＶＡＴＵＲＥＡＮＤＩＭＰＡＣＴＥＣＨＯＧｒａｄｅ：ＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎ２０１２ｇｇＣａｎｄｉｄ

3、ａｔｅ：ＺｈｉｅｎＨｕｐｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ．ｉｎｐ：ＰｒｏｆＰｇＷａｎｇＭａｒｃｈ２０１５，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并。向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可以将本论文

4、的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密ｄ。，使用本授权书“（请在以上方框内打十）＂学位论文作者签名：指导老师签名：１５＾ｊｊｊｆｅｉｆ曰期．：Ｔ＾曰期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研宄成果。对本文的研究

5、做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。一切法律责任将由本人承担本人完全了解违反上述声明所引起的。本学位论文的主要贡献和创新点如下：１、通过总结混凝土伤损检测方法的基础上，结合无昨轨道层状结构特点，提出整体与局部相结合的无碎轨道混凝土结构伤损检测方法。２、整体检测方法采用曲率模态高斯曲率指标进行识别，局部检测采用冲击回波法检测伤损具体深度。３、冲击回波法中提出通过加速度时频转换反算伤损深度。一４、论文的研宄成果无碎轨道混凝土结构的内部伤损检测具有定的参考作用。学位论文作者签名：曰期巧‘

6、：西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要无昨轨道是我国高速铁路上的主要轨道结构型式，随着我国客运专线的大量兴建，无昨轨道得到了快速发展与广泛应用。但是，无碎轨道结构作为高速列车行车的基础，其结构常年暴露在复杂的大气环境中，承受着水、温度梯度和列车荷载持续不断的考验，并伴随有施工质量、技术缺陷等多种问题，产生各种伤损是难以避免的，而无昨轨道伤损严重威胁着高速铁路安全运营及轨道设备的使用寿命，研究无碎轨道的伤损检测技术成为当务之急，以便能准确的检测出伤损及伤损位置，为维修提供便利。首先总结我国的无昨轨

7、道结构形式、功能特点，通过无昨轨道伤损的现场调研资料，分别分类归纳了伤损的类型和成因。本文在总结、吸取前人在混凝土结构伤损检测研究成果的基础上，结合无昨轨道结构自身的特点，对混凝土结构不同的整体和局部检测方法进行对比分析，最终选择整体（曲率模态法）和局部检测（冲击回波法）相结合的检测方法。整体检测方法研宄中，通过建立无昨轨道结构有限元模型，运用模态理论和高斯曲率指标分别对不同类别伤损进行数值模拟计算：，计算结果表明当无昨轨道混凝土结构中没有伤损时，轨道板各阶模态下的高斯曲率曲面平滑连续，并且无明显尖峰。当轨

8、道板，高，、ＣＡ砂楽存在单处或多处伤损时斯曲率计算结果中会在该位置处发生突变表，明该处曲率突变进而说明该位置处刚度发生变化，最终综合确定伤损的存在及伤损区一域。但高斯曲率指标与伤损程度之间没有定关系，只能定性