基于频谱分析和小波包熵值技术的压浆密实度检测与分析

杨昌民， 石 冲， 苏胜昔， 刘孟刚

(1 河北大学建筑工程学院， 保定 071002；2 中建三局集团有限公司， 武汉 430074)

0 引言

近年来，我国出现大量预应力混凝土桥梁，孔道压浆不密实直接影响着此类桥梁的安全性能和正常使用寿命，此外孔道压浆缺陷边界面的形状决定了缺陷尺寸的大小，因此快速准确地检测出压浆缺陷具有重大的研究意义。冲击回波法是由美国康奈尔大学率先提出的一种利用弹性波的反射特性对结构内部缺陷进行检测的方法，是目前应用最广泛的无损检测方法之一[1]。我国南京水利科学研究院率先根据此理论研发了冲击发射系统，并应用于混凝土结构厚度和缺陷评估检测。国内外学者对利用冲击回波法检测混凝土缺陷的过程进行了有限元模拟，并与建立的混凝土模型进行对比分析，证明了此方法的可行性[2-8]。在信号处理方面，有研究人员通过对频率信号进行研究分析，提高了检测结果精度。综合分析国内外的已有研究成果，大多是对预应力混凝土压浆密实度进行相对粗略的评估，在压浆密实度精确检测方面的研究工作少之又少。

根据冲击回波法的原理，弹性波只会在缺陷分界处发生绕射，与缺陷边界面的形状无关，缺陷边界面的形状不会影响弹性波的传播路程，即弹性波的传播路程并不能精确反映压浆密实度的大小。本文通过实际工程的检测和有限元模型模拟，对时域数据进行频谱分析和小波包分析，提取的小波包熵值可以在压浆密实度检测中进行较好应用，理论上可以利用冲击回波法对预应力混凝土压浆密实度进行更加精确的检测。……