[发明专利]一种基于被动源随机激励的道面内部损伤检测方法

权利要求书

1.一种基于被动源随机激励的道面内部损伤检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)，采用嵌套正三角形布阵形式，在道面表面设置若干MEMS3轴加速度传感器，组成检测台阵；

步骤2)，以环境微动作为激励源，MEMS3轴加速度传感器采集道面的振动信号，并传递给计算机；

步骤3)，计算机收集到各个MEMS3轴加速度传感器的振动数据后，分别进行去均值和去倾斜分量处理，得到预处理后的各个传感器的表面波数据；

步骤4)，在预先设定的频率段中等间隔地选取若干个频率点，对于每个频率点：

步骤4.1)，以频率点作为中心频率，对预处理后的各个传感器的表面波数据进行带通滤波；

步骤4.2)，对带通滤波后的表面波数据运用空间自相关法，求得该频率点的表面波的相速度；

步骤5)，得到所有频率点的表面波的相速度后，绘制出表面波频率-相速度曲线，即表面波频散曲线；

步骤6)，根据表面波频率与表面波波长的关系，以及表面波波长与表面波传播深度的关系，绘制出深度-相速度曲线；

步骤7)，检查表面波深度-相速度曲线，如果表面波深度-相速度曲线出现突变，则道面在突变深度处存在损伤。

2.根据权利要求1所述的基于被动源随机激励的道面内部损伤检测方法，其特征在于，所述步骤1中，所述检测台阵的半径大小根据勘探深度来确定，所述半径为勘探深度的1/4～1/3大小，在半径区域内布置检测台阵。

3.根据权利要求1所述的基于被动源随机激励的道面内部损伤检测方法，其特征在于，所述步骤4.2)包括以下具体步骤：

4.2.1)，运用傅里叶变换将各个道的数据变换到频率域；

4.2.2)，在频率域内分别计算圆心和圆周记录的自功率谱S₀(0,ω)和S_r(r，ω)，及圆心记录与圆周记录的互功率谱S(r,θ,ω)；式中，r为圆周半径，θ为台站方位角，ω为角频率；

4.2.3)，根据以下公式计算各个台站对的空间自相关系数ρ_i(r,ω)：

4.2.4)，计算各个台站对的空间自相关系数的方位平均，得到该频率点的空间自相关系数ρ(r,ω)：

ρ(r,ω)＝averge(ρ_i(r,ω))

4.2.5)，根据以下公式计算该频率点的表面波相速度c(ω)，式中J₀(x)表示x的第一类零阶贝塞尔函数：