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系統識別號 U0026-0802201716244200
論文名稱(中文) 總體經驗模態法應用於基樁完整性檢測之研究
論文名稱(英文) The Study of Pile Integrity Test Using Ensemble Empirical Mode Decomposition
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 105
學期 1
出版年 106
研究生(中文) 陳振國
研究生(英文) Chen-Kuo Chen
學號 N66044234
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 111頁
口試委員 指導教授-倪勝火
口試委員-宋見春
口試委員-張文忠
中文關鍵字 非破壞檢測  含樁帽基樁  脈波反應法  希伯特-黃轉換  總體經驗模態分解法 
英文關鍵字 non-destructive testing  pile with pile cap  impulse response method  Hilbert-Huang Transform  ensemble empirical mode decomposition 
學科別分類
中文摘要 非破壞檢測有著經濟、快速及覆蓋範圍廣等諸多優點,且對基樁本身不會造成損害,故非破壞檢測在基樁檢測上是非常有效之方法。在非破壞檢測中,無樁帽基樁之檢測技術已相當成熟,但含樁帽基樁之檢測因其邊界條件的影響,訊號相對複雜許多,使得含樁帽基樁檢測困難重重。本研究使用脈波反應法進行現地試驗,並透過希伯特-黃轉換之總體經驗模態法分解後,再利用快速傅立葉轉換進行含樁帽基樁分析,期許能透過此方法將樁帽、樁底及缺陷頻率分離並嘗試推算出其基樁長度與缺陷位置。研究結果顯示此方法分解出之內建模態函數對於含樁帽基樁長度之推算誤差皆小於6%,存在相當的可信度,但在缺陷的位置方面,對於擁有環狀缺陷的基樁皆無法判斷出其缺陷位置,而對於擁有方型缺陷的基樁,可判斷出其上部缺陷的位置,且誤差均小於3%,但下部缺陷因距離樁底太近,無法判斷出其位置。
英文摘要 Non-destructive testing (NDT) has the advantages of economical, fast, and a wide range of applicability. Therefore it is a fairly effective testing method. The testing of piles without pile cap has been considered a well-developed technique. However, affected by complex boundaries conditions, testing of piles with pile cap is more difficult. This study use Impulse response (IR) method for the field test, then use ensemble empirical mode decomposition (EEMD) by Hilbert-Huang Transform to decompose the signals, finally use Fast Fourier Transform (FFT) to transform time domain data to frequency domain data. The purpose of this study is to separate the pile cap, pile bottom, and defect frequency and try to estimate the pile length and defect locations of piles with pile cap. The results show that the error of the estimation of pile length is less than 6%, and the errors of estimating top rectangular-defect were less than 3%. However, this method was less effective to detect circularity-defect and bottom rectangular-defect.
論文目次 摘要 I
Extended Abstract II
致謝 X
目錄 XI
圖目錄 XIV
表目錄 XIX
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的與方法 2
1.3 研究內容 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 前言 4
2.2 基樁非破壞性檢測方法回顧 4
2.3 基樁非破壞檢測相關文獻 9
2.4 希伯特-黃轉換相關文獻 12
第三章 相關理論 14
3.1 基本波傳理論 14
3.2 基樁波傳理論 18
3.2.1 邊界條件 20
3.2.2 基樁不連續斷面 25
3.3 音波回音法 28
3.4 脈波反應法 30
3.5 快速傅立葉轉換 33
3.5.1 FFT的理論基礎 33
3.5.2 FFT的基本假設 34
3.5.3 FFT的限制 35
3.6 希伯特-黃轉換 36
3.6.1 瞬時頻率 36
3.6.2 內建模態函數 37
3.6.3 經驗模態分解 38
3.6.4 總體經驗模態分解法 45
第四章 現地試驗 48
4.1 試驗地點 48
4.2 基樁與樁帽設計 48
4.2.1 基樁設計 48
4.2.2 樁帽設計 54
4.3 試驗儀器及設備 57
4.4 試驗步驟及方法 62
4.4.1 試驗步驟 62
4.4.2 試驗方法 64
第五章 結果分析與討論 66
5.1 前言 66
5.2 A樁試驗結果與討論 68
5.3 B樁試驗結果與討論 74
5.4 C樁試驗結果與討論 80
5.5 D樁試驗結果與討論 86
5.6 E樁試驗結果與討論 92
5.7 F樁試驗結果與討論 98
5.8 小結 104
第六章 結論及建議 106
6.1 結論 106
6.2 建議 107
參考文獻 108

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