路基压实过程振动信号去噪方法比选及效果验证

针对路基压实过程中振动压路机振动轮信号存在各种噪声干扰,结合高铁路基现场压实振动信号,引入傅里叶去噪方法和小波去噪法进行压实信号去噪。结果表明,小波去噪相较傅里叶去噪具有更高的能量比,能更好地保留压实信号的信息。在此基础上,将原始信号和小波去噪后信号的特征值分别与传统压实指标Evd进行相关性校验,结果显示小波去噪后的信号能更好地反映土体压实状态,证实了小波分析在路基压实信号去噪中具有很高的可靠性。     

一种基于EMD和小波阈值的桥梁振动信号混合去噪方法

在对桥梁进行健康监测的过程中,桥梁振动信号易受外部环境干扰而产生噪声,影响桥梁真实振动数据的获取与分析.为了减少噪声带来的影响,提出一种基于经验模态分解法(EMD)与小波阈值的混合去噪方法.该方法先通过EMD分解信号获得高频固有模态函数(IMF)分量,然后选取IMF分量使用小波阈值去噪,最后重构IMF分量获得去噪后的信号.结果 表明,基于EMD和小波阈值混合去噪能有效地滤除干扰噪声信号,且去噪效果优于单一的EMD分解去噪法和小波阈值去噪法.这一结果为桥梁振动信号的去噪处理提供了有意义的参考.     

基于小波变换的汽车振动信号去噪分析

从小波变换的理论背景出发,介绍了利用小波变换对信号进行分解的原理。并针对汽车振动信号的非平稳性特点,对驾驶员座椅振动信号用dB4小波进行了多分辨分析和小波包分析,并运用Matlab中的WaveletToolbox对其进行去噪处理,取得了明显的效果。通过与Fourier去噪的比较,可以看出小波变换在汽车振动信号去噪中有着Fourier分析无可比拟的优点。     

压路机实时压实信号的降噪研究

为了得到更加真实有用的压路机信号,针对振动压路机钢轮的振动加速度信号采集中所存在的噪声,在4种不同阀值原则下对振动加速度信号进行小波降噪处理,采用IIR低通滤波器对同一信号进行滤波去噪。结果表明,小波降噪方法在对压路机钢轮振动信号的处理中能够更好地降噪并保留有用信号。     

基于连续振动压实度值的土石混填路基压实质量评价研究

利用振动型压实设备和混填路基动态作用原理，得出基于连续振动压实度值的混填路基压实质量评价方案，分析压实次数与对应的回弹模量、孔隙率以及沉降率间相关性。研究表明:连续振动压实度值与3个主要指标间线性相关性明显；连续振动压实度值评价方案有着离散程度低的优势，能更好地评价混填路基压实质量。     

小波分析降低激光多普勒静态信号噪声研究

本文针对激光多普勒静态信号噪声呈双正态分布叠加的特点,在LabVIEW平台上通过Matlab Script节点的方式实现了小波技术的消噪;通过小波分析和小波包分析来降低激光多普勒静态信号噪声,比较这些去噪方法的优缺点,确定用小波包去噪效果更好。     

基于小波分析的振动压路机加速度信号处理

压实过程中振动压路机振动轮加速度信号会存在各种噪声干扰,因此需对振动轮加速度信号进行处理以保证其准确性。针对传统傅里叶变化处理信号会丢失较多原始信号的信息的缺点,引入小波分析中的小波阈值法对振动轮加速度信号进行处理,并确定heursure阈值法为最优的振动轮加速度信号处理方法。进一步通过提取处理后加速度信号的幅值与连续压实指标进行相关性校验,验证了小波分析在振动轮加速度处理方面的优势。     

基于EEMD的地铁隧道爆破振动信号分析与应用研究

针对EMD（empirical mode decomposition，经验模态分解）方法在处理爆破振动信号时存在模态混叠的问题，引入EEMD（ensemble empirical mode decomposition，集合经验模态分解）方法，对爆破振动信号进行去噪处理，并分析城市隧道掘进爆破振动信号的特征信息，从而研究城市隧道掘进爆破振动效应。以乌鲁木齐轨道交通1号线爆破开挖工程为依托，利用现场爆破振动监测数据，采用EEMD方法与EMD方法对原始爆破振动信号进行去噪处理，运用信噪比（SNR）法和均方根误差（RMSE）法对所得结果进行量化评估并进行比较，从而获得较准确的信号去噪方法，然后运用希尔伯特变换对去噪后的爆破振动信号进行时间-频率和能量分布特征分析。研究表明： 1）EEMD法去噪结果信噪比和均方根误差分别为30.51和0.005 5，EMD法去噪结果信噪比和均方根误差分别为20.88和0.010，EEMD去噪法要优于EMD去噪法； 2）在文章所述起爆方式下，隧道爆破振动的能量一般集中在频率段5～80 Hz，且主要分布在50 Hz以下的低频段，应采取合理的降震增频措施来控制爆破振动对建（构）筑物的影响； 3）爆破振动瞬时能量峰值与振速峰值所在的时刻一致，说明瞬时能量谱能较好地体现爆破过程中振动效应随时间的变化规律； 4）基于信号去噪及分析的研究结论，提出地铁隧道爆破振动控制技术。     

基于AO算法优化VMD参数联合小波阈值的桥梁信号去噪方法

当桥梁进行状态评估和健康监测时，所获得的桥梁信号易受外部环境的干扰，难以反映桥梁结构的真实响应。针对桥梁信号夹杂环境噪声等问题，提出了基于联合天鹰算法(Aquila Optimizer, AO)、变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)和小波阈值的去噪方法。该方法首先利用AO算法优化VMD的参数，然后用VMD对含噪声的信号进行自适应分解，再去除方差贡献率较小的模态，最后对剩余的模态进行小波阈值去噪处理，重构信号得到去噪后的真实信号。对模拟信号和桥梁动应变的实测信号分别进行分析，结果表明：基于AO算法优化VMD参数联合小波阈值的去噪方法能有效滤除噪声信号，且去噪效果优于单一的小波阈值去噪、EMD联合小波阈值去噪以及EEMD联合小波阈值去噪等常用的去噪方法，研究成果可为桥梁信号的去噪处理提供有意义的参考。     

基于小波卡尔曼滤波的高速公路交通数据融合去噪算法研究

为去除交通信息采集过程中的噪声干扰,提出了一种基于小波分析和卡尔曼滤波相融合的交通数据去噪算法。该算法通过小波系数计算小波方差并代替卡尔曼滤波的初始协方差完成迭代,将小波阈值去噪重构后的信号作为卡尔曼滤波器状态最优估计中的测量值输入,实现了交通数据的分解去噪和最优估计。实例分析结果表明:一方面小波-卡尔曼滤波融合去噪算法的去噪指标优于小波分析算法;另一方面采用去噪后的实时交通数据建立时间序列预测模型,由三项预测误差评价指标及拟合预测图对比可知,小波-卡尔曼滤波融合去噪算法较小波分析算法可更好地提高预测精度,从而综合验证该融合算法能有效去除交通数据中的噪声干扰,并提高其数据质量。     

路基压实质量连续动态监控技术

为了解决粗粒土路基压实质量较难控制的问题，在分析了已有连续压实质量控制方法的基础上，提出了以连续测试路基结构抗力变化信息为特色的动力学监控方法。根据压实机具与路基结构相互作用的动力学分析，以振动压路机为测试对象，采用系统识别原理和动态测试技术，通过对压实机具与路基结构相互作用的连续测试，得到了能反映结构压实状态变化的抗力信息。以路基结构在形成过程中抗力的变化来评价压实状态的变化，实现了在压实过程中连续实时的质量监控。该方法不同于国外流行的压实计谐波比的评价方法，适用范围更广，现场操作方便，更适用于粗粒土的压实质量监控。     

振杆密实法加固粉土地基效果试验

为了评价振杆密实法加固粉土地基的效果，对宿（迁）新（沂）高速公路粉土地基采用十字形振杆密实技术进行处理，通过加固前后室内试验和原位测试分析了侧向土压力系数和超固结比等参数的变化；研究了路堤填筑期工作性状，分别基于CPTu原位测试和室内试验得到的压缩模量计算加固后上覆荷载下沉降，并与采用双曲线法基于现场实测资料的预测沉降和瑞典振动翼加固沉降进行对比，以证明基于CPTu测试的沉降计算方法的可靠性；比较加固前后相同上覆荷载下地基计算沉降量以分析地基加固前后路堤荷载作用下控制变形能力的差异；比较了加固前后场地土类别的变化。结果表明：试验场地土层加固后静止侧压力系数提高了40%，超固结比提高到1.8~2.3，出现超固结效应；十字形振杆控制粉土地基沉降效果优于瑞典振动翼，基于CPTu测试确定土压缩模量的方法能较好地预测地基沉降，在相同高度填土荷载下，加固后地基沉降比加固前减少约25%；加固后场地指数提高，特征周期减小，场地土类由软弱土提高为中软土，场地类别由Ⅳ类提高为Ⅲ类，在不影响建筑物基础抗震要求的情况下，可大幅降低建设投资。     

仿冲击振动压实机动力学模型的建立及压实试验

为了解决道路施工中振动压实机影响深度有限、冲击压实机压实不均匀的问题,提出了一种新的仿冲击振动压实机械,建立了该机械与土壤相互作用的动力学模型,推导了机器跳起频率的表达式,分析了机器跳振时,行走距离与振动系数及抛离系数的关系。进而用试验的方法证明了仿冲击振动压实机跳振工况的存在,给出了判断机器跳振的新方法;并对仿冲击振动压实机在跳振与非跳振工况下的压实效果进行对比试验。试验结果表明:仿冲击振动压实与振动压实相比,压实性能有较大提高,更利于深层土壤的压实。     

振动压实系统的动力学特性分析

本文在分析振动压实时土体的不对称滞回特性和振动压实过程中振动与波在土体中传播及其压实效应的基础上,给出了土体的不对称滞回力模型,建立了振动压实系统的动力学模型和非线性运动方程并求其解。研究发现用考虑了不对称滞回特性的振动压实系统来描述土体运动规律,与实际振动压实工况相吻合,为进一步研究提供了理论依据。     

振荡压实效果的理论分析

通过建立振荡压路机的单自由度系统振动模型，对振荡压路机的动态响应进行了定性分析，建立了土壤的动作用力以及荡幅的数学表达式，然后利用有限单元法研究了土的压实过程及其在压这过程中的应力状态，并由此分析振荡实的特点及适用范围。     

动态变形模量与压实度、含水量及弯沉的相关性研究

动态变形模量Evd检测是目前国际上广泛采用的快速检测路基质量的方法。选择6种代表性的填料进行试验,分别测试路基的压实度、含水量、弯沉、动态变形模量。进行了Evd与压实度、含水量及弯沉的相关性研究,在此基础上提出用Evd检测路基压实质量的建议。     

振荡压实技术在SMA沥青面层压实中的应用

针对SMA面层采用振动压实易破坏表层粗集料的完好性，使路面产生波纹，影响路面的平整度，导致表层材料振松，降低表层密实度的问题，运用振荡压实技术压揉结合的特点对SMA沥青面层进行了压实。结果表明：振荡压实能够保证SMA骨料不被破坏，提高了路面的平整度、压实度和光滑度，减少了离析现象的发生，延长了路面的使用寿命。     

山区高填路堤强夯快速施工效果研究

依托十堰地区某山区一级公路项目,探索采用松铺层厚4.5 m+4000 kN·m强力夯实的快速施工方法,研究路堤强夯施工的有效加固深度影响范围、土体变形特征及加固效果。运用ABAQUS建立数值计算模型和现场反开挖的方法进行试验,发现数值模拟结果与现场实测数据吻合较好,能较好地反映夯击作用下土体的实际受力状态;土体在4000 kN·m夯击能作用下有效加固影响深度为7.4 m左右,锤间距（中心距）不宜大于5.0 m;而松铺4.5 m试验段部分压实度稍不理想,可在下一层施工时将上下两层夯点错开,以提高夯棱处的压实度。     

仿冲击振动压实规律

利用自主设计的仿冲击振动压实装置,选取21种试验工况,分别调节各影响参数,进行了多组压实试验。试验结果表明,土壤的压实度和表面沉降量之间存在一定的对应关系,且与碾压遍数有着某种内在的变化规律;在压实的前几遍,相对沉降量越大,则对应的压实度增加幅度也越大,而后期压实过程中,沉降量减小的趋势与压实度增大的趋势相似,并分别趋于某稳定值。根据压实度变化的一般规律及仿冲击振动压实试验离散点曲线,建立了压实度与压实遍数之间的函数关系式。采用Matlab编程,分别对21种工况及4种型号的压路机现场试验数据进行了验算,结果表明,计算值与实测值很接近,相对误差为0.2%~6%。