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系統識別號 U0026-1307201516340500
論文名稱(中文) 希伯特-黃轉換於含樁帽基樁非破壞檢測之應用
論文名稱(英文) Application of Hilbert-Huang Transform on Non-Destructive Test of Pile with Pile Cap
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 103
學期 2
出版年 104
研究生(中文) 潘貝咏
研究生(英文) Pei-Yung Pan
學號 N66014239
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 165頁
口試委員 指導教授-倪勝火
口試委員-陳景文
口試委員-宋見春
口試委員-張文忠
口試委員-謝旭昇
中文關鍵字 含樁帽基樁  希伯特-黃轉換  脈波反應法  混模 
英文關鍵字 pile with pile cap  Hilbert-Huang transform  impulse response method  mode mixing 
學科別分類
中文摘要 無樁帽基樁之非破壞檢測技術已相當成熟,在國內外也有可觀的測試結果,含樁帽基樁因其幾何效應和樁帽邊界條件之影響,使訊號相對地複雜,因此,含樁帽系統的檢測仍有相當大的發展空間。
本研究利用改寫之程式將希伯特-黃轉換應用於含樁帽基樁非破壞檢測上,希望能透過希伯特-黃轉換之特性將樁帽、樁底與缺陷頻率分離以嘗試判斷基樁長度度與缺陷位置,本研究選擇了脈波反應法來進行試驗,分別討論了不同衝擊鎚與不同取樣頻寬對於試驗結果是否有影響,對有方型缺陷之缺陷樁分別討論受波器擺設位置是否對訊號判別有影響,研究結果顯示,能激發較高頻能量之衝擊鎚要搭配取較高的取樣頻寬,而激發能量較低之衝擊鎚要搭配較低之取樣頻寬,而受波器擺放位置在判別缺陷訊號尚無太大之影響,除了含樁帽完整樁可以有可接受誤差範圍之結果,其餘的含樁帽缺陷樁於時頻圖分析大致無法得到良好結果,也有混模的問題,顯示樁帽之影響甚大。另外,將完整樁延伸利用改良的希伯特-黃轉換加以探討,結果顯示混模的問題減少,但分析結果與原始訊號分析結果並無太大差異。
英文摘要 The non-destructive test (NDT) of pile without pile cap had been well developed, and considerable results had been shown. In the case of pile with pile cap, on the other hand, because of its geometry and pile cap boundary effects, complicated the testing results. Therefore, more research has to be done in the NDT of pile with pile cap.
This study applied the modified Hilbert-Huang transform program on NDT of piles with pile cap in hope to separate the pile cap, defects, and pile bottom signal to estimate the location of them. Impulse response method was chosen for this study, and the effect of using different types of impact hammers and frequency range was discussed. The effect of sensor locations was also discussed in this study. The results showed that the impact hammer that excites higher energy should accompany with higher sampling frequency band, and vice versa. The sensor location had no effect on testing results. Except for the intact pile, the frequency-time analysis results of all other defect piles were not acceptable with the problem of mode mixing, and it shows that the existence of pile cap present a big problem in analyzing the data. The testing result of the intact pile was further analyzed with modified Hilbert-Huang transform. The results showed that although mode mixing problem was reduced, the analyzing result looks no different than the original result.
論文目次 摘要 I
Eetended Abstract II
致謝 XIV
目錄 XV
表目錄 XVIII
圖目錄 XIX
符號說明 XXIV
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 5
2.1 前言 5
2.2 基樁非破壞性檢測方法回顧 5
2.3 基樁非破壞檢測相關文獻 11
2.4 希伯特-黃轉換相關文獻 13
第三章 相關理論 15
3.1 基本波傳理論 15
3.2 基樁波傳理論 19
3.2.1 邊界條件 22
3.2.2 基樁不連續斷面 27
3.3 音波回音法(SE)法 31
3.4 脈波反應(IR)法 33
3.5 希伯特-黃轉換 36
3.6 瞬時頻率與希伯特轉換 37
3.7 內建模態函數 39
3.8 經驗模態分解 41
3.9 總體經驗模態分解法 46
3.10 希伯特頻譜與邊際頻譜 48
第四章 現地試驗 50
4.1 試驗地點 50
4.2 基樁設計 51
4.2.1 樁帽設計 51
4.2.2 基樁設計 54
4.3 試驗儀器與設備 59
4.4 試驗步驟與方法 65
4.4.1 試驗步驟 65
4.4.2 試驗方法 67
第五章 結果分析與討論 69
5.1 前言 69
5.2 A樁試驗結果與討論 71
5.2.1大鎚取樣頻寬12.8 kHz 71
5.2.2大鎚取樣頻寬25.6 kHz 73
5.2.3小鎚取樣頻寬25.6 kHz 75
5.3 B樁試驗結果與討論 78
5.3.1大鎚取樣頻寬12.8 kHz 78
5.3.2大鎚取樣頻寬25.6 kHz 80
5.3.3小鎚取樣頻寬25.6 kHz 82
5.4 C樁試驗結果與討論 85
5.4.1大鎚取樣頻寬12.8 kHz 85
5.4.2大鎚取樣頻寬25.6 kHz 87
5.4.3小鎚取樣頻寬25.6 kHz 89
5.5 D樁試驗結果與討論 92
5.5.1大鎚取樣頻寬12.8 kHz 92
5.5.2大槌取樣頻寬25.6 kHz 94
5.5.3小鎚取樣頻寬25.6 kHz 96
5.6 E樁試驗結果與討論 99
5.6.1大槌取樣頻寬12.8 kHz 99
5.6.2大槌取樣頻寬25.6 kHz 103
5.6.3小槌取樣頻寬25.6 kHz 107
5.7 F樁試驗結果與討論 112
5.7.1大槌取樣頻寬12.8 kHz 112
5.7.2大槌取樣頻寬25.6 kHz 116
5.7.3小槌取樣頻寬25.6 kHz 120
5.8 A樁延伸討論 125
5.8.1大槌取樣頻寬12.8 kHz 126
5.8.2大槌取樣頻寬25.6 kHz 129
5.8.3小槌取樣頻寬25.6 kHz 132
第六章 結論與建議 136
6.1 結論 136
6.2 建議 137
參考文獻 138
附錄 E樁、F樁與A樁延伸探討之IMF 142


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論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2019-07-16起公開。
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