T型梁预应力管道病害三维模型及正演模拟

发布时间：2020-05-28 04:25

【摘要】：预应力T型梁以其结构简单、节省经费、适用性强等特点被大量使用在实际工程中。而在施工过程中由于施工工艺等原因常常出现空洞病害。由此本文主要研究T型梁管道病害三维模型及正演模拟,旨在对实际工程的T梁管道病害起到检测和预防作用。本文以混合吸收边界条件的无网格伽辽金法作为数值模拟基础。无网格法摆脱了划分网格的步骤,使用滑动最小二乘法得到形函数,利用形函数较好的连续性,让无网格法有精度高、形式简单、适合范围大,不局限于网格之中的特点。混合吸收边界条件集SARMA边界条件和透射吸收边界的优势,可以达到更好的边界吸收效果。主要研究成果如下:1、制作了T型梁模型,使用探地雷达仪器对其管道部分详细测量,处理数据结果后得到二维图并组装成三维图像。从二维图像中可知各空洞部分深度,相对位置,对比模型试验中空洞,验证了探测图像的真实性。从三维图像中直观看到空洞大小、位置,反映病害的事实,相比二维图像,对空洞的解释更直观、准确、形象。2、推导了波动方程及无网格法基本原理,以计算效率和计算精度为原则选用负指数型权函数、二次基函数和高斯数值积分并以罚函数作为加载边界条件方式。阐述混合边界条件原理及数值模拟中加载方式,在理论上说明混合边界对比改进SARMA和透射吸收边界的优缺点。3、在MATLAB中编程,以模型试验为原型,建立了以无网格伽辽金法及混合吸收边界为理论的正演模型。分析各个部分模拟图像,对比基于透射吸收边界的模拟程序,得出混合吸收边界条件在边界对波的吸收和整体效果提升方面都更好。又以混合吸收边界无网格法为基础对在模拟过程中发现的重叠空洞进行深入探讨,分析得出下方空洞断层消失宽度相关因素,为实际工程解译图像提供参考。4、将无网格法数值模拟出来的结果与三维模型实测图进行比较,波形图呈现规律基本一致,钢筋、深度对空洞的影响程度以及差异都相互匹配。充分验证本文所用数值模拟对于T梁病害模拟的适用性。
【图文】：

图 1.1 朝天门大桥 图 1.2 石板坡大桥Fig.1.1 ChaoTianMen bridge Fig.1.2 Slab bridge slope图 1.3 苏通大桥 图 1.4 西堠门大桥Fig.1.3 Sutong bridge Fig.1.4 Xihoumen bridge

图 1.1 朝天门大桥 图 1.2 石板坡大桥Fig.1.1 ChaoTianMen bridge Fig.1.2 Slab bridge slope图 1.3 苏通大桥 图 1.4 西堠门大桥Fig.1.3 Sutong bridge Fig.1.4 Xihoumen bridge
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;U445.71

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本文编号：2684706