基于Hilbert变换的锚杆无损检测数据相位分析方法Phase Analysis Method of Bolt Nondestructive Testing Data Based on Hilbert Transform
余信江;李端有;
摘要(Abstract):
传统的锚杆无损检测数据通常采用判断原始波形时域信号或基于FFT变换的频域信号分析方法,但对于锚杆注浆饱满度较好的无损检测数据,由于波形衰减较快、杆底反射较弱,无法准确判断杆底位置。本文从锚杆一维应力波动无损检测理论出发,采用Hilbert变换将原始时域信号转换为频域信号,并根据提取的瞬时相位特征曲线异常突变点确定锚杆底端界面位置和缺陷位置,最后结合工程实际数据验证了该方法的可行性和准确性。结果表明,采用Hilbert变换提取瞬时相位特征的方法,对于判断锚固质量较好、反射波振幅较小的锚杆底端反射位置和缺陷位置有较好的效果;但对于判断注浆缺陷较多、较大的锚杆底端反射位置,由于缺陷较多,引起相位突变点较多,从而导致相位杂乱,这对底端反射位置判断有一定的影响,容易造成误判。这也是目前整个锚杆无损检测技术理论和行业的难点,该方法也需得到进一步的研究和完善。
关键词(KeyWords): 一维应力波;Hilbert变换;瞬时相位
基金项目(Foundation): 青年科学基金项目(编号:51709015)
作者(Authors): 余信江;李端有;
参考文献(References):
- [1] 刘金坤.锚杆锚固质量检测在铁路工程中的应用[J].工程地球物理学报,2019,16(5):614-619.
- [2] 许泽峰,曾浩,胡雍,等.锚杆锚固系统砂浆饱满度检测技术研究[J].工程地球物理学报,2015,12(3):414-417.
- [3] 宋伟,李枝文,肖柏勋,等.锚杆锚固质量无损检测数据的处理方法研究[J].工程地球物理学报,2012,9(3):337-341.
- [4] 刘黎,陈义群,章成广,等.锚杆锚固质量弹性波检测技术研究现状[J].煤矿安全,2019,50(1):136-139.
- [5] 杨勇,张东方,王运生.锚杆锚固质量无损检测理论研究与应用[J].工程地球物理学报,2010,7(3):387-389.
- [6] 邓东平,李亮,赵炼恒.基于应力波法的锚杆(索)锚固质量动力检测数值模拟研究[J].长江科学院院报,2015,32(1):62-69.
- [7] 王国滢,李柏明.锚杆无损测试技术的应用研究[J].工程地球物理学报,2009,6(S1):166-170.
- [8] 冯彦东,杨军,黄玉辉.应力波反射法在水泥砂浆锚杆质量检测中的应用[J].工程地球物理学报,2009,6(1):125-128.
- [9] Li Wei Zhang,Wei Shi,Yu,et al.Experimental study of pile foundation dynamic testing used in the anchor rod nondestructive testing[J].Applied Mechanics and Materials,2012,10(5):166-169.
- [10] 汪明武,王鹤龄.无损检测锚杆锚固质量的现场试验研究[J].水文工程地质,1998,4(1):56-58.
- [11] 尹健民,秦强,肖国强.声波在不同长度锚杆锚固体中传播规律研究[J].人民长江,2011,42(3):95-98+111.
- [12] 钟宏伟,胡祥云,熊永红,等.锚杆锚固质量声波检测技术的现状分析[J].工程地球物理学报,2005,2(1):50-55.
- [13] 王猛.应力波锚杆锚固质量无损检测技术实验研究[D].太原:太原理工大学,2012.
- [14] 曹宇,张廷毅.锚杆锚固质量检测方法及应用[J].工程地球物理学报,2008,5(6):751-755.
- [15] 余信江,刘克勤,陈华.相位法在锚杆锚固质量分析中的应用研究[J].能源与环保,2020,42(7):212-215.
- [16] 许泽峰,曾浩,胡雍,等.锚杆锚固系统砂浆饱满度检测技术研究[J].工程地球物理学报,2015,12(3):414-417.
- [17] 陈义群,章成广,王军民.复地震道技术在工程物探信号处理中的应用[J].工程地球物理学报,2008,5(1):75-78.
- [18] 朱自强,何现启.全长锚杆的无损检测研究[J].工程地球物理学报,2005,2(5):330-334.
- [19] 查文华,王京九,华心祝,等.锚杆锚固性能及界面力学特性研究综述[J].人民长江,2021,52(11):161-168.
- [20] 董瑞靖,周黎明,邓良超,等.抽水蓄能电站锚杆支护质量无损检测应用[J].西北水电,2021,12(4):56-60.
- [21] 张景科,李凯,张瀚,等.基于HHT信号分析的GFRP锚杆锚固质量无损检测方法研究[J].岩石力学与工程学报,2021,40(7):1 460-1 472.