刍议公路工程瞬态锤击检测技术应用-

论文导读：
摘要：在我国社会主义现代化建设的要求下，我国的公路产业已经得到了充分的发展空间。但这也给整个公路工程带来了巨大的压力。尤其在国人愈发依赖公路、对公路的需求愈发高涨的今天，我国的公路市场更迎来了一个崭新的发展阶段。就我国目前现状来说，公路工程的质量能否得到足够的保障，已经成为了我国社会主义建设历程中一个关键性的因素了。本文将就公路工程中的瞬态锤击检测技术的应用进行探究，以确保公路工程的顺利开展。
关键词：公路工程；瞬态锤击检测技术的应用；公路工程

1、瞬态锤击检测技术的应用在公路工程施工中的意义

在我国经济与科技不断发展、社会进程日益加快的带动下，我国的现代化建设已经日渐成熟起来了，这就给我国的公路产业带来了极大程度的推助力，给予了我国的公路产业充分的发展空间。与此同时，随着市场经济体制的普及，虽然也给了公路产业更多的发展机遇，但国人对于公路的刚性需求也逐渐增大起来，这就使得我国的公路工程面临着巨大的运输压力。
公路工程是一个大型的运行系统，其中的每一个环节与每一个环节都是紧密相连、密不可分的，其中的任何一个环节一旦出现了差错，都会影响到整个公路工程的整体运行的。就我国目前现状来说，公路工程的运行一旦出现了问题，则会严重地影响到我国国人的日常生活甚至阻碍到各行各业的发展：在科技日趋发达的今天，跨区域的竞争模式对于公路的需求已经愈来愈高了，也愈来愈多的企业为了企业的发展更多地依靠跨区域的竞争模式，这就充分地奠定了我国公路运输涉及面广、影响力大的基础。
公路工程的成效是直接影响着公路运输能力的一个关键性因素，只有在保证公路工程质量是足够满足公路运输要求的前提下，整个公路工程的运行才能够得到根本性的保障。因此，在开展公路工程的时候，应该让公路工程中的各项工作的运作质量都跟得上时代的步伐。
对于公路工程的瞬态锤击检测技术的应用，就是实现公路工程高效化、现代化的一个关键点，在公路工程的质量控制工作中，是至关重要的。公路工程施工人员应该起到足够的重视，了解瞬态锤击检测技术的应用要点和使用规范，规范化、标准化、实际化瞬态锤击检测技术的应用，落实瞬态锤击检测技术的应用，避免因瞬态锤击检测技术的应用得不到有效落实而造成的公路工程质量得不到有效控制现象。

2、瞬态锤击检测技术在公路工程中的应用

就我国目前现状来说，瞬态锤击检测技术在公路工程中的应用已经逐渐扩张起来了，这不仅仅是企业创造经济效益的需求，也是整个公路产业链发展的基础。瞬态锤击检测技术的应用，是能够对公路工程的质量起到有效保障的一项重要举措，其通过瞬态竖向的锤击冲击力，使结构的表面传播出3种波，这三种波分别是瑞雷波、横波以及纵波。这三种波在传播的过程中所产生的波能，以瑞雷波最高，高达67%，其次是横波，占了26%，产生波能最小的是纵波，仅占产生总波能中的7%。同时，瑞雷波以其良好的特性，在波能的衰减方面也比纵波和横波为缓慢。就实际情况对瑞雷波进行了收集工作，在收集的过程中，发现所收集到的瑞雷波信号较强，在收集到瑞雷波以后，对收集到的瑞雷波信号进行了全方位的分析，主要通过反演方式，对瑞雷波的剪切波速进行了探讨，进而达到对剪切波检测的目的。如图1：
在应用瞬态锤击检测技术的时候，可以通过激振刚性路面板表面的方法对瞬态振动信号进行收集，但因为无脱空面板以及脱空的振动频率有明显的差异，所以在进行瞬态锤击检测技术应从实际出发，对公路工程的现场具体状况进行合理化、细致化的分析，确保瞬态锤击检测技术能够落到实处，避免因为瞬态锤击检测技术脱离于实际、检测结果不满足要求现象的发生。

2.1瞬态瑞雷波频散的应用

就单道检波器所收集到的数据来说，其主要是由时域振动信号A（t）所组成的，如在式（1）中，通过变换博里叶是能够收集到时域振动信号，并能够对其频值也进行记录的。

（1）式中，f代表频率，t代表时间，通过（1）式我们可以知道，频率和时间在整个瞬态锤击检测过程是占据了极为重要影响作用的。检测人员在进行锤击检测的时候，必须着重对检测过程中的频率和时间进行控制和检测，从根本上提高检测技术的实效。
多道检波器与单道检波器有着明显差别，其主要的差别就是多道检波器所收到的信息是有序波形，同时，在其所受到的有序波形中，瑞雷波传播速度是由瞬态激振所产生的一定频带宽度的不同频率成分的瑞雷波所合成的群速度。为了获取相速度的频散曲线，就必须对时间域的瑞雷波信号作必要的数学处理。
若在地面上布置有n个检波器，间距为△x，其记录到的时间域瞬态面波信号为A1（t）、A2（t）……An（t），根据傅里叶变换，其频谱为：

对任意相邻信号AJ（z）、A川（t），其自功率谱分
别为：

互功率谱为：

Cj（j+1）（f）为复数，其相位代表波传播过程中的时间滞后所产生的相位差△φ，故波在检波器间传播的时间为：

波沿2个点传播的路径为直线，因此传播速度为：

vr的值是整个公式中的重点，检测人员在进行瞬态锤击检测技术的时候，必须严格控制好vr的值，对其进行全方位的分析，在分析的过程中，应该结合上述公式，进行相应的推导。检测人员必须明白，上述公式中所有的量值都与vr有着极为密切的联系，且每一个量与每一个量都是密不可分、互相影响的，尤其是在vr未能得到有效控制的时候，对于其他变量的控制是直接影响着整个检测过程的。如当瑞雷波的频率为f时，其相速度的控制则是直接影响着整个vr值的。锤击检测技术的应用是一项极具系统性的工作，各个公式与各个公式都有其存在的特殊意义，公式中的各个量值都是有着重大的联系的。检测人员在对公式进行分析时，就应该对公式中各个量的二次联系也进行一定的探讨，在相速度一定的情况下，就应该对其相应的瑞雷波的长度是：

假如当频率和间距存在着一定的相位差的时候，检测人员可以通过上面式（7）、式（8）对瑞雷波的各项数据进行计算，以达到检测的实效目的。同时，这也是瞬态锤击检测技术的重点—弥散曲线的计算的基础，要想能够合理、科学地求出弥散曲线的论文导读：标准化计算工作，以达到提高锤击检测技术精确度的目的。计算弥散曲线前，必须先在各个频段上做相干性分析，因为只有相干性好的频段才能用于计算该频段的弥散曲线。2个信号间的相干分析就是求取其相干函数谱，即计算：式中：Cj（j+1）（f）为Cj（j+1）（f）的复共轭谱。相干函数谱在某频段上越接近于1，表示2个信号越具有良
值，首要工作就是对上式（7）、式（8）有一个全方位的了解，了解式子中的每一个影响因素，对其每一个影响因素的要点都进行合理化的分析，从根本上理解上述两个式子，规范化、标准化计算工作，以达到提高锤击检测技术精确度的目的。
计算弥散曲线前，必须先在各个频段上做相干性分析，因为只有相干性好的频段才能用于计算该频段的弥散曲线。2个信号间的相干分析就是求取其相干函数谱，即计算：

式中：Cj（j+1）（f）为Cj（j+1）（f）的复共轭谱。
相干函数谱在某频段上越接近于1，表示2个信号越具有良好相干性。在实际测试中，一般确定相干函数谱界限值为0.85。

2.2瞬态瑞雷波振动信号的处理

运用二维傅里叶变换，可将采集到的时一距域的面波数据转换为频率波数谱数据。为了避免在面波数据的二维傅里叶变换时出现变换折叠干扰，对转换的频率和波数区间都做了相应的限定，转换的频率限Fmax是采样间隔DT的倒数的一半，即Fmax=0.5/dT，转换的波数限Kmax是采样间距dX的倒数的一半源于：论文大纲www.7ctime.com
，即Kmax=0.5/dx，对于单向传播的波场，最大波数可以扩大1倍。
图2为同一组面波频散数据在半波长λ/2与相速度vr坐标系中的图形。对频散数据进行分层拟合后，可根据每层的频散数据点确定出该层的瑞雷波速值。

参考文献：
刘会勋，李青山，丁红岩，公路工程瞬态锤击检测技术[J]，中国公路学报。2008，21（4）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。