基于时间逆转成像技术模拟混凝土损伤定位成像研究.pdf

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1、2Q12生箜鱼塑【篁篁2Q2塑1江亘建堑——————————————————————三堡篁里基于时间逆转成像技术模拟混凝土损伤定位成像研究■周春杰，范月波，吴旭●南通理工学院，江苏南通226002摘要：鉴于超声波在混凝土结构中传播会受到各种噪声的干扰，在数值模拟中将接收的超声波信号掺入噪声，利用时间逆转成像技术对混凝土结构损伤成像并与理想(无噪声)状态下的成像结果对比，研究表明该技术能够压制噪声的影响实现对混凝土结构内部损伤的准确定位成像。关键词：混凝土结构时间逆转成像数值模拟1研究背景大型混凝土结构长期在外界环境作

2、用下容易产生各种损伤，这些损伤若不及时处理会酿成巨大的工程事故。为了减少此类事故发生，需对混凝土结构中的损伤进行检测。基于超声无损检测技术低成本、环保的特点，目前该技术已被广泛用于混凝土损伤检测中。由于超声波在混凝土结构中传播会受到各种干扰，因而常规超声检测技术并不能准确的评价结构内部的损伤。。。时间逆转成像是基于波场散射理论，将接收到的声波信号作时反处理，重新发射，声波聚焦区域即为损伤区域处。Yuan等应用时间逆转成像技术对板中的损伤识别作了尝试性研究12J，周春杰等通过数值模拟将时间逆转成像技术由金属板的检测引入

3、到混凝土结构的损伤检测中【3儿“。但该模拟是在极为理想状态下进行的，并未考虑到超声波在混凝土结构中传播、接收时都会受到各种噪声的影响。为了更加接近实际应用中超声换能器所接收的信号，本文将基于数值模拟．在超声换能器接收的回波信号中掺入噪声，以验证时间逆转成像技术能够压制噪声实现对混凝土结构内部损伤的准确定位成像。2数值模拟成像本文基于ComsolMultiphysics仿真平台，建立如图1所示的混凝土模型，其剖面尺寸为820mm×300mm，预设的两个圆形损伤直径分别为A：20mm和B：24mm，中心坐标为(360，1

4、00)(460，110)mill，采用12个超声换能器用于激励／接收声波信号。由于超声换能器远小于混凝土结构尺寸，故每个超声换能器单元可简化为点源，其所采用激励信号为Y(z)=妒e_(”⋯“”‘COS(2可

5、损伤成像的结果，白色圆圈表示损伤实际位置和大小，高亮部分为损伤的成像结果，可见所测损伤(高亮部分)包含在白色圆圈中，成功实现了损伤的准确定位。对比图2、图3损伤成像的结果，可知无论是否掺人噪声，时间逆转成像技术均能压制噪声实现对混凝土结构内部损伤的准确定位成像。3结论基于数值模拟，将时间逆转成像技术用于混凝土结构损伤检测中。研究结果表明，通过数值模拟在超声换能器接收的损伤信号中掺人噪声更接近实际应用中超声换能器所接收的信号，时间逆转成像技术依然能够压制噪声的影响成功实现对混凝土结构内部损伤的准确定位成像，为该技术用于

6、实际工程中的混凝土结构损伤检测提供理论参考。参考文献[1]李健．无损检测技术在混凝土检测中的应用研究[J]．江西建材，2014(22)：256．[2]LIUST，LIUL，YUANFG．Defectimagingusingtime—reversalteeh—nique[J]．SensorsandSmartStructuresTechnologiesforCivil，Meehan—ical，andAerospaceSystems，2011，798l(4)：765—768．[3]顾建祖，周春杰，骆英，等．混凝土损伤识别中

7、的时间逆转成像方法[J]．力学，2015(4)：655—661．[4]顾建祖，周春杰，骆英，等．cs损伤成像中的时间逆转多重信号分类算法[J]．电子科技，2015，28(12)：18—21．·+··+··+”+-+··+一+”+一+一+一+一十一+一+”+“+“十”十”十“十“+一+一+“+n+”十n十”十“十”十”—’P“—。r“—_卜”—P”—F。—+．。—F。—‘F’—‘F。—。r。—‘F“—F。十。—。P。—’P。十。—。P’的水平能够有效的减小业主组织在建筑工程中的管理阻力。作者简介：片坤(1981年12月

8、生)，男，安徽淮南人，计算机硕士研究生，从事建筑管理等相关工作：参考文献[1]韩向明．建筑工程管理的现状分析及控制措施[J]．建材技术与应用，2012(3)：46—48．[2]李梓源，王海亮．基于围岩损伤机理对地铁爆破参数的研究[J]．安全与环境工程，2017，24(1)：158一161．·268·，㈠嘲缴豳I■■■■