浅谈土密实度瞬态振动测试的分析方法研究

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1、浙江大学博士学位论文土密实度瞬态振动测试的分析方法研究姓名：靳建明申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：谢康和;王奎华20040501土密实度瞬态振动测试的分析方法研究摘要本文在大量的室内试验基础上，较系统地对土密实度(包括干密实度和含水量)瞬态振动测试信号进行了分析，给出了土密实度振动测试的定量计算方法。主要工作如下：1．在实验室内对制作成一．定密实度的试样进行了大量瞬态振动测试，获得试样在锤击作用下的加速度和力信号。2．对比了几种常用信号降嗓方法在土密实度瞬态振动测试信号中的适用性，得到了小波阈值降噪法最适用于土密实度瞬态锤击测试信号的结论，并给出了适用于土密实度测

2、试信号降噪的小滤阈值确定方法。3．从时间域和频率域两个角度对土密实度瞬态振动测试信号进行了分析，提取了信号的特征参量。分析了各特征参量同土密实度之间的相关关系，并给出了相应的经验关系式。4．根据室内试验结果对提出的几个经验关系式进行了验证，分析了各经验关系式的可靠性和精确度，并对各个关系式在土密实度定量计算中的性能进行了对比分析。5．根据人工神经网络的基本原理，建立了土密实度定量分析的BP神经网络模型，编制了相应的分析程序，并对其准确性和可靠性进行了验证和讨论。6．针对标准BP神经网络的缺点，提出了两种改进方法：①基于信息优化的网络学习算法；②基于遗传算法的网络学习算法。通

3、过与标准BP算法的比较，表明这两种改进方法都能有效地提高神经网络模型的精度。7．对本文提出的各种土密实度定量分析方法进行了对比分析，分析结果表明：基于遗传算法和信息优化的神经网络模型的分析效果最佳。本文为土密实度的瞬态振动测试建立了整套分析方法，并通过室内试验证明了该法的可行性。这为在实际工程土密实度的测试提供了一种新的无损、可靠、快速的测定方法。关键词：土密实度：干密度；含水量；振动测试：信号分析；降噪；小波分析傅立叶分析；信息熵；特征提取；经验公式：神经网络；遗传算法STI珊

4、YoN跚[GNALANALySISMETHODOFⅡqSTANTVⅡ限^TloNTEs．嗣聃G

5、FoRSoⅡ。COMPACTNESSBasedOllagreatamountoflaboratorytest．theinstantvibrationsignalfromsoilcompactness(includedrydensityandwaterto．tent)testingisanalyzedsystemicallyandthecorrespondingquantitativeanalysismethodisputforwardforthedeterminationofsoilcompactness．．111emainworkisasfonow$．1．Byusingt

6、hesoilsamplespreparedwithdiffet∞tdrydensityandwatercontent，agreatamountofinstantvibrationtestisperformedandthesignalsofaccelerationandforcearcacquired．2．Tbeapplicabilityofseveralcommonlyusedde-noisingmethodsisexaminedinsignalanalysisofinstantvibrationtestingforsoilcompactness．11地analysisre

7、sultindicatesthatthemethodbasedonwaveletthresholdsisⅡ地best．Themethodfordeterminationthethresholdofwaveletde-noisingisalsoproposedtosatisfysoileompae妞esstestsignal．3．Tbesigmlofinstantvibrationtestingforsoilcompactnessisanalyzedbothintimedomainandfrequencydomain．Somefeatureparametersreflecti

8、ngthech越&cteristicsofthesi弘a1arcextracted．1krelationshipbetweensoilcompactnessandfeatureparametersistheninvestigatedandthecorrespondingexperientialformulasareestabfished．4．11"experientialformulasaleverifiedbyexperimentalresultsandtheirCOlTectness．andreliabilit