小波分析理論應(yīng)用于巖石松動圈聲波測試的研究.pdf

1、隧道在公路、鐵路、引水式發(fā)電站等基礎(chǔ)工程建設(shè)中廣泛應(yīng)用，我們知道在隧道開挖過程中不可避免產(chǎn)生巖石松動圈。聲波測試技術(shù)是在松動圈測試中應(yīng)用最廣泛的測試方法，然而聲波測試技術(shù)的信號處理方面還存在很多的不足。 聲波測試信號本質(zhì)上是一個非平穩(wěn)的隨機(jī)信號，與傳統(tǒng)的傅立葉變換建立的理論基礎(chǔ)并不一致；而且聲波信號經(jīng)過復(fù)雜的巖土介質(zhì)傳播后，往往存在著各種頻率成分的干擾波，由于干擾波的疊加，給判斷信號的首波時間帶來種種困難。因此，降低噪聲信號對聲

2、波測試的影響至關(guān)重要，而小波分析在降低噪聲方面有傅立葉變換無法企及的優(yōu)勢。 本文在介紹了傅立葉分析和小波分析理論的基礎(chǔ)上，對實測信號進(jìn)行了小波降噪處理，主要完成了以下工作： (1)從理論上闡述了小波分析的基本原理及數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；將小波變換與傅立葉變換、短時傅立葉變換，進(jìn)行對比分析，從理論上說明小波變換在信號處理方面是優(yōu)于傅立葉變換。 (2)對實測聲波信號分別進(jìn)行了層數(shù)實驗和小波基函數(shù)實驗，通過一系列的降噪評價指標(biāo)確定

3、了db9小波基函數(shù)下進(jìn)行4層分解是最優(yōu)組合。 (3)對含有噪聲的實測信號，提出了基于小波理論的模極大值降噪方法，并且基于多尺度分析的原理，闡述了離散小波的實現(xiàn)方法；從理論上分析了小波分解和小波包分解的差異，并對實測信號進(jìn)行了小波分解與重構(gòu)，重構(gòu)后聲波測試信號的干擾成分明顯降低，比較了小波分解和小波包分解信號獲取首波時間的差異，得出了在實際分解過程中小波包分解更優(yōu)。 (4)對四川獅子坪電站引水隧洞巖石松動圈聲波測試信號進(jìn)行