一种锚固系统内部缺陷分布的多尺度熵表征方法

摘要

本发明公开了一种锚固系统内部缺陷分布的多尺度熵表征方法，包括：利用基于应力波法的锚杆锚固质量无损检测仪器对工作现场需要检测的锚杆进行进行检测，识别出锚杆锚固长度，对该无损检测信号进行经验模态分解，分解成一系列的按照信号频率高低排列的本征模态函数，利用傅立叶变换计算各层本征模态函数的频率，将频率大于1kHz的本征模态函数和最后一层本征模态函数舍弃，将频率小于1kHz的各层本征模态函数叠加在一起，重构出新的信号用于多尺度熵分析。本发明通过度量反射信号的复杂性来刻画反射信号的改变程度，进而识别出锚固缺陷的位置，该方法能够有效判定锚固缺陷的位置，准确评价锚固质量。

主权项

一种锚固系统内部缺陷分布的多尺度熵表征方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：利用基于应力波法的锚杆锚固质量无损检测仪器对工作现场需要检测的锚杆进行检测，识别出锚杆锚固长度，对该无损检测信号进行经验模态分解，分解成一系列的按照信号频率高低排列的本征模态函数，利用傅立叶变换计算各层本征模态函数的频率，将频率大于1kHz的本征模态函数和最后一层本征模态函数舍弃，将频率小于1kHz的各层本征模态函数叠加在一起，重构出新的信号用于多尺度熵分析；S2：从预先通过实验室试验建立的不同锚杆直径和锚固长度的无缺陷锚杆锚固系统无损检测信号的数据库中，选取和现场检测的锚杆直径和锚固长度一致的无缺陷锚杆锚固系统无损检测信号，并利用和S1中相同的信号处理方法重构出新的信号用于多尺度熵分析；S3：计算S1和S2中重构新信号的多尺度熵值，获得两条熵值曲线，计算这两条熵值曲线之间的SDD值；如果SDD值＜85％，则说明S1中检测的锚杆锚固系统中没有缺陷；如果SDD值≥85％，则说明S1中检测的锚杆锚固系统中存在缺陷；在SDD≥85％情况下，进一步计算两条熵值曲线之间的PRSS参量，通过预先在实验室试验中标定好的，和现场检测的锚杆的直径和锚固长度相同的锚固系统无损检测信号的PRSS参量与缺陷分布位置之间的对应关系式：PRSS＝Ae^‑Bx，式中，A，B为和围岩属性有关的常数，x为信号的缺陷起始端与锚固起始端之间的距离；求出x值得出信号的缺陷起始端与锚固起始端之间的距离，或者缺陷的分布情况。