基于差分进化算法的混凝土德拜模型的研究
[Abstract]:Nowadays, traffic occupies a very important position in the national economy, and concrete is one of the most widely used materials in road construction. After the completion of large-scale highway construction, it is accompanied by disease management during the operation period, and the road surface water accumulation and collapse are the most common hazards affecting road safety. The investigation and research at home and abroad show that there is a certain proportion of roads, due to seepage, water leakage and collapse and other diseases, there is a serious threat to road traffic, reduce the maintenance cycle and service life of roads, and affect the quality of traffic. Non-destructive testing technology of ground penetrating radar is widely used in underground engineering field because of its strong anti-jamming ability, convenient use, high detection speed, high resolution, non-destructive and so on. Ground penetrating radar (GPR) mainly preprocesses the collected data and then identifies them by manual analysis to determine the characteristic parameters such as size depth and azimuth of underground objects. The theory of this paper is based on the propagation rules of electromagnetic waves in lossy and dispersive media. The dielectric constant of concrete is measured by using ground-penetrating radar nondestructive testing technique, and a mathematical model consistent with the internal structure of concrete and the measured data is established. Because differential evolution algorithm can deal with complex practical optimization problems, parallelism, robustness, adaptability and easy combination with other algorithms, it is applied to the parameter optimization of the model. The finite-difference time-domain (FDTD) method applies Yee cell's spatial grid model to discretize the spatial continuous variables and normalize the electromagnetic field by using the center difference quotient instead of the differential quotient. The finite-difference time-domain equations in two-dimensional space are obtained by using the finite-difference time-domain (FDTD) method. Given the initial values and the boundary conditions, a perfectly matched layer absorbing boundary is chosen, and the Maxwell equation of high frequency electromagnetic wave propagation in concrete is solved by using the finite difference time-domain method. Maxwell's equation summarizes the basic properties of the macroscopic electromagnetic field, which reveals the relationship between the electric field and the magnetic field, as well as between the electromagnetic field and the charge and the current, which is the universal rule followed by all the macroscopic electromagnetic phenomena. In this paper, through the software GprMax forward numerical simulation, the frequent occurrence of concrete cavities, water accumulation, steel bar deformation and collapse in actual traffic are simulated, and the correctness of the equation solution is verified. The numerical simulation results show that: (1) the mathematical model of concrete characteristic parameters established in this paper is effective and accords with the concrete structural characteristics and observed data; (2) the differential evolution algorithm is used to optimize the parameters in the model. The Matlab programming of differential evolution algorithm is feasible. (3) it is reliable to obtain the numerical solution of Maxwell equation by using finite difference time domain method. (4) the software GprMax is used to simulate the propagation of high frequency electromagnetic wave in concrete medium. Radar profiles can accurately locate the location of buried objects, the characteristics of the reflected waves at the interface, and the reflection of holes, blisters and steel bars.
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U414;TP18
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,本文编号:2137179
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