土木工程测试技术学习教案

1、土木工程土木工程(tm gngchng)测试技术测试技术第一页，共70页。数学数学(shxu)(shxu)与信息技术基础与信息技术基础 1 1、统计分析理论：回归分析、关联分析、统计分析理论：回归分析、关联分析、 支持向量机（支持向量机（SVMSVM） 2 2、灰色系统理论、灰色系统理论 3 3、小波分析：故障诊断、图像识别和重构、小波分析：故障诊断、图像识别和重构 4 4、 模糊数学模糊数学(shxu)(shxu) 5 5、神经网络：、神经网络：BPBP、RBFRBF、CMACCMAC 6 6、遗传算法：免疫遗传算法、遗传算法：免疫遗传算法 7 7、软测量技术、软测量技术 8 8、数据融合（

2、信息融合）、数据融合（信息融合）第1页/共70页第二页，共70页。二、 课程主要内容及核心(hxn)知识点1、传感器技术基础及智能传感器2、混凝土结构检测技术3、测试仪器设备4、测试数据处理第2页/共70页第三页，共70页。三、 课程知识应用领域1、航空航天：飞机、航天器材的测试2、土木工程：测桥、测桩、混凝土测试、结构构件的力学性能测试3、机械工程：涟钢轧机振动(zhndng)测试（四连锟轧机） 三一重工混凝土泵输送机械臂应力应变、 加速度、位移等的测试4、工业自动化测试：大型测试网络，基于工业以太网 Ethernet先进测试技术，DCS，FCS，测控一体化。第3页/共70页第四页，共70页

3、。四、课程在土木工程中的地位1、土木工程防灾与安全学科群的概念 以防灾减灾工程及防护工程学科为核心二级学科，此外还包括边缘交叉学科消防工程二级学科以及桥梁与隧道工程、结构工程和岩土工程等土木工程领域传统的优势学科的安全与防灾研究方向。2、 课程由来及发展 结构损伤测试技术（硕士(shush)）结构损伤测试与诊断（博士）土木工程测试技术（大土木工程专业）。1998年防灾减灾工程及防护工程硕士(shush)点成立以来，一直是该专业的学位课程，包括其后设立的消防工程专业所有硕士(shush)、博士以及工程硕士(shush)的培养方案都列入了该课程。第4页/共70页第五页，共70页。3、课程建设的目标

4、 针对大土木工程专业，今年新修订的研究生培养方案即是按此目标实行。五、土木工程检测中应用的基本方法1、半破损检测：拨出法、钻芯法2、非破损检测（无损检测）：超声法、声表面波、射线法等。1934年，提出金属脉冲声波探伤；1949，英国的R.Jones,中国，杨叔子院士，钢丝绳探伤，缆索探伤(中国索道）。电涡流检测：大型(dxng)发电机等旋转机械的探伤：飞机、汽车、电站设备（株洲608所）非金属探伤：混凝土、木材：NM系列超声检测分析仪北京市政工程研究院康科瑞公司（Koncrete)东方振动噪声研究所-应怀僬（INV）英雄卡泰 第5页/共70页第六页，共70页。六、课程相关的参考文献资料教材：（

5、1）吴慧敏编.结构混凝土现场(xinchng)检测新技术-混凝土非破损检测第二版，湖南大学出版社，1998（2）新编混凝土无损检测技术编写组.新编混凝土无损检测技术（应用新规范），中国环境工业出版社，2002（3）姜绍飞.基于神经网络的结构优化与损伤检测.科学出版社,2002杂志期刊：（1）无损检测，中国机械工程学会主办，上海材料研究所;（2）无损探伤（3）仪表技术与传感器第6页/共70页第七页，共70页。七、 课程章节第一章 综述第二章 测试技术传感器基础第三章 结构混凝土强度的测试方法第四章 结构混凝土内部缺陷的超声脉冲探伤第五章 混凝土损伤程度的声发射诊断第六章 混凝土的弹性和非弹性性质

6、参数测试第七章 结构损伤测试常用(chn yn)仪器设备规范第八章 超声波测试原理及智能超声仪开发技术第九章 结构损伤测试的高级数据处理方法第十章 结构损伤测试实例第7页/共70页第八页，共70页。(3)微观结构的观察和分析技术。第8页/共70页第九页，共70页。1.3.1 1.3.1 强度的无损检测方法强度的无损检测方法半破损、非破损和综合法半破损、非破损和综合法第9页/共70页第十页，共70页。第10页/共70页第十一页，共70页。第11页/共70页第十二页，共70页。第12页/共70页第十三页，共70页。第13页/共70页第十四页，共70页。第14页/共70页第十五页，共70页。第15页

7、/共70页第十六页，共70页。推定：采用回归公式一元回归二元回归第16页/共70页第十七页，共70页。第17页/共70页第十八页，共70页。第18页/共70页第十九页，共70页。第19页/共70页第二十页，共70页。第20页/共70页第二十一页，共70页。第21页/共70页第二十二页，共70页。第22页/共70页第二十三页，共70页。第23页/共70页第二十四页，共70页。第24页/共70页第二十五页，共70页。（4）拟合测强曲线与效果分析第25页/共70页第二十六页，共70页。第26页/共70页第二十七页，共70页。影响较大且相反的单一法进行综合，以便抵消或减少特定因素的影响；3）综合法比单

8、一法应具有较小的测试误差和较宽的适应范围；4）综合法适应于确定内部(nib)无缺陷部位的混凝土强度。（2）综合法的特点1）减少龄期和含水率的影响第27页/共70页第二十八页，共70页。第28页/共70页第二十九页，共70页。第29页/共70页第三十页，共70页。第30页/共70页第三十一页，共70页。第31页/共70页第三十二页，共70页。第32页/共70页第三十三页，共70页。第33页/共70页第三十四页，共70页。第34页/共70页第三十五页，共70页。第35页/共70页第三十六页，共70页。围，凡超过此范围的观测值，认为是异常值。（2）异常值判别：拉依达法、肖维勒法、格拉布斯法和迪克逊法

9、。（3）不密实混凝土和空洞范围的判定（4）混凝土内部空洞尺寸的估算4.3.3 测试实验第36页/共70页第三十七页，共70页。第37页/共70页第三十八页，共70页。第38页/共70页第三十九页，共70页。第39页/共70页第四十页，共70页。第40页/共70页第四十一页，共70页。第41页/共70页第四十二页，共70页。第42页/共70页第四十三页，共70页。第43页/共70页第四十四页，共70页。第44页/共70页第四十五页，共70页。第45页/共70页第四十六页，共70页。第46页/共70页第四十七页，共70页。第47页/共70页第四十八页，共70页。第48页/共70页第四十九页，共70

10、页。第49页/共70页第五十页，共70页。第50页/共70页第五十一页，共70页。第51页/共70页第五十二页，共70页。n声波频率界限声波频率界限(jixin) n人耳听见的波称声波（机械波）频率在人耳听见的波称声波（机械波）频率在162*104Hz； n次声波次声波低于低于20Hz；超声波；超声波高于高于2*104Hz 。 声波频率界限声波频率界限第52页/共70页第五十三页，共70页。第53页/共70页第五十四页，共70页。0 xxpp e20 xxII e声压声压 声强声强 x：声波与声源之间距离；声波与声源之间距离； ：衰减系数衰减系数Np/mNp/m（奈培（奈培/ /米）；米）；:

11、 : 为为 X=0 X=0 处声压、声强；处声压、声强； 0P0IxPxI声波随声波随 X X 增加声能增加声能由于扩散吸收而减弱。由于扩散吸收而减弱。第54页/共70页第五十五页，共70页。第55页/共70页第五十六页，共70页。专用型专用型b)直射式直射式 a）兼用型）兼用型c)c)反射式反射式第56页/共70页第五十七页，共70页。第57页/共70页第五十八页，共70页。第58页/共70页第五十九页，共70页。第59页/共70页第六十页，共70页。第60页/共70页第六十一页，共70页。第61页/共70页第六十二页，共70页。第62页/共70页第六十三页，共70页。第63页/共70页第六十四页，共70页。 nnniiiiiiuauauauauaaux44332210第64页/共70页第六十五页，共70页。图32 函数链神经网络W3W2W0W11神经网络算法xiestixuiui2ui3第65页/共70页第六十六页，共70页。 kWukxjjijesti30)(函数链神经网络的输出(shch)值为公式 ：估计(gj)误差为：)()(kxxkeestiii 权重(qun zhn)调节式：jiiijjukekWkW)()