混凝土超聲CT反演策略的研究.pdf

1、利用超聲波在混凝土中的傳播特點，無疑是進行混凝土無損檢測的重要基礎，因此，本文首先探討了超聲波在混凝土中的傳播規(guī)律。 其次，本文探討了小波變換在超聲波信號去噪中的應用，并通過仿真試驗找出了適合超聲波信號的小波去噪法及其小波基。另外，小波變換具有較好的時頻局部化分析能力，對超聲波收信號進行小波分解，可將其剖分成許多不同的頻帶，選取信號主要能量所在頻帶進行分析，從而構(gòu)造出表征缺陷程度的缺陷因子。缺陷因子越小，表明缺陷程度越嚴重，試驗

2、表明，該缺陷因子的大小可以正確地表征混凝土的缺陷程度。 接下來，本文在傳統(tǒng)聲陰影法的基礎上提出一種超聲波檢測混凝土缺陷成像的定性分析方法。它類似于層析成像技術(shù)，同樣可以重建試件的斷層圖像，但計算量要小得多，且編程簡單，可以定性地分析混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的質(zhì)量狀態(tài)，同時可為定量反演計算多提供了一種圖像信息，兩者相互對照，可提高反演的準確性。 最后，本文探討了三種現(xiàn)代智能優(yōu)化算法在混凝土超聲速度反演層析成像中的應用，同時，對傳統(tǒng)的

3、DLSQR算法作了改進，并通過模型試驗，分析比較了這幾種算法的優(yōu)缺點。試驗結(jié)果表明，本文采用的四種反演算法，數(shù)值穩(wěn)定，結(jié)果正確。其中，采用DLSQR算法來求解二次優(yōu)化增廣目標函數(shù)的正態(tài)方程，使得各像元的反演聲速得到了相應的約束，較接近實際的物理模型，但仍有部分像元的聲速反演值偏高。而對于混沌模擬退火回火算法、混沌模擬退火遺傳算法和連續(xù)蟻群優(yōu)化算法這三種現(xiàn)代優(yōu)化算法，由于在尋優(yōu)過程已對聲速反演值的范圍進行了有效的約束，其反演結(jié)果更符合實際

4、的物理模型。同時，在四種算法中，DLSQR算法在計算速度、走時擬合殘差等方面都具有優(yōu)勢，是一種穩(wěn)定、快速的反演算法。而在另外的三種智能尋優(yōu)算法中，混沌模擬退火回火算法的尋優(yōu)效率最高，其它兩種算法由于涉及到代間進化計算，計算量較大，尋優(yōu)速度較慢，且隨著射線路徑矩陣的增大而迅速下降，其中，混沌模擬退火遺傳算法由于有混沌模擬退火算法進行局部搜索，尋優(yōu)效率比連續(xù)蟻群優(yōu)化算法高。因此，在智能尋優(yōu)算法中，建議采用混沌模擬退火回火算法。 此外