(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(71)申請人四川華騰公路試驗檢測有限責任公司地址611700四川省成都市郫都區(qū)成都現(xiàn)代工業(yè)港南片區(qū)西源大道4229號申請人四川高速公路建設(shè)開發(fā)集團有限公司(72)發(fā)明人葉勇先唐堂易垚鄒時貴樊韜申貴(74)專利代理機構(gòu)成都正德明志知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司51360專利代理師李聰G01N(54)發(fā)明名稱基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測系統(tǒng)及方法本發(fā)明公開基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測系統(tǒng)及方法，屬于橋梁工程檢測技術(shù)領(lǐng)域，激發(fā)裝置在橋面位置施加沖擊力激發(fā)導波信號，結(jié)合橋墩周圍布置的多點傳感器陣列同步接收信號，實現(xiàn)對橋墩基礎(chǔ)沖刷的高效、精準檢測。本發(fā)明通過數(shù)據(jù)采集模塊對接收到的信號進行數(shù)字化處理，提取關(guān)鍵特征參數(shù)并結(jié)合數(shù)值模擬和機器學習算法，建立沖刷深度與信號特征之間的映射關(guān)系，最終實現(xiàn)沖刷區(qū)域的定位和深度定量評估，避免了水下作業(yè)的高成本和高風↓21.基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括相互電性連接所述激發(fā)裝置設(shè)置于橋梁上，用于產(chǎn)生導波信號；所述傳感器模塊包括設(shè)置于橋墩基礎(chǔ)不同高度上的水上加速度傳感器和水下水聽傳感器；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于接收傳感器模塊采集的信號數(shù)據(jù)并對信號數(shù)據(jù)進行數(shù)字化處所述信號處理模塊對數(shù)字化處理后的信號數(shù)據(jù)進行預(yù)處理并存儲；所述數(shù)值模擬模塊通過建立三維有限元模型，模擬導波在不同介質(zhì)中的傳播特性，獲取導波傳播特性；所述智能分析模塊建立導波特征參數(shù)與沖刷深度的非線性映射關(guān)系，實現(xiàn)沖刷區(qū)域的自動定位和深度定量評估。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述激發(fā)裝置設(shè)置于橋梁的伸縮縫、支座位置或橋面上。3.一種基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測方法，采用上述權(quán)利要求1~2任一所述的于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測系統(tǒng)，其特征在于，基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測方法包括步驟：波信號沿橋梁結(jié)構(gòu)傳遞至橋墩和基礎(chǔ)；S2、在橋墩水上部分的不同高度位置布置水上加速度傳感，在橋墩水下部分的不同深度位置布置水下水聽傳感器，水上加速度傳感和水下水聽傳感器同步接收導波信號的傳S3、通過數(shù)據(jù)采集模塊對接收到的導波信號進行實時同步采集并對導波信號進行數(shù)字化處理，通過信號處理模塊對數(shù)字化處理后的導波信號進行預(yù)處理并存儲；S4、對預(yù)處理的導波信號進行導波信號特征參數(shù)提取，獲得導波信號特征參數(shù)；S5、通過數(shù)值模擬模塊構(gòu)建橋墩-土壤-水域耦合有限元模型，模擬不同沖刷深度條件下導波的傳播特性；S6、通過智能分析模塊建立導波信號特征與沖刷深度的非線性映射關(guān)系，完成沖刷區(qū)域的自動定位和深度定量評估。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測方法，其特征在于，在步驟S1中，所述激發(fā)裝置為落錘裝置，激發(fā)裝置對橋梁施加沖F(t)=Fo·sin(wt);激發(fā)裝置沖擊力的激發(fā)頻率fexcite的計算公式為：其中，F(xiàn)(t)表示隨時間變化的沖擊力，用于在橋面產(chǎn)生導波信號；F?表3幅值；W表示角頻率，t表示時間；v為導波在橋墩材料中的傳播速度；E為橋墩材料彈性模5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測方法，其特征在于，在步驟S2中，水上加速度傳感和水下水聽傳感器接收到的導波信號滿足波動方程：為位移場。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測方法，其特征在7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測方法，其特征在于，在步驟S4中，所述導波信號特征參數(shù)包括到導波信號達時間差、幅值衰減系數(shù)、頻率變化和能量變化；所述導波信號達時間差△t的計算公式為：其中，t2和t1分別為導波信號傳播至不同傳感器位置的時間；其中，A?和A?分別為導波信號傳播至不同傳感器位置的幅值；頻率變化Xf)的計算公式為：其中，x(n)為時間域信號；N表示信號的總采樣點數(shù)，拉數(shù)，j表示虛數(shù)單位；能量變化通過導波信號的瞬時能量表達，瞬時能量E的計算公式為：其中，S表示傳感器接收到的時域?qū)Рㄐ盘枺硎拘盘栐跁r間t的幅值，能量變化用于評估沖刷區(qū)域?qū)Рㄐ盘栁盏挠绊憽?.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測方法，其特征在于，在步驟S5中，橋墩-土壤-水域耦合有限Mū+Cū+Ku=F速度和加速度向量；F為外部激發(fā)力向量。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測方法，其特征在于，在步驟S6中，智能分析模塊通過機器學習或深度學習算法建立導波信號特征與沖刷深度的非線性映射關(guān)系。410.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測方法，其特征在于，在步驟S6中，采用已標定的沖刷深度數(shù)據(jù)作為訓練集，輸入到機器學習或深度學習算法中，導波信號特征與沖刷深度的所述非線性映射關(guān)系，非線性映射關(guān)系的表達式為：其中，dc為沖刷深度；tdelay為反射波的時延；A為反射波的幅值；freq為頻率變化。5技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明屬于橋梁工程檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測系統(tǒng)及方法。背景技術(shù)[0002]橋墩基礎(chǔ)沖刷是橋梁結(jié)構(gòu)失效的重要誘因之一，尤其在洪水、地震等極端環(huán)境下，橋墩周圍的土壤或基礎(chǔ)材料被侵蝕或沖刷可能導致橋墩失穩(wěn)甚至倒塌。當前，橋墩沖刷檢測方法主要包括人工潛水檢測、水下聲吶探測和地質(zhì)雷達法。然而，這些方法存在顯著局限性：人工潛水檢測依賴于潛水員的作業(yè)能力，不僅成本高、安全風險大，而且受水流湍急和水質(zhì)渾濁的限制，檢測效率低；聲吶探測和地質(zhì)雷達雖然能夠提供一定精度的沖刷信息，但設(shè)備復(fù)雜、操作成本高，且在復(fù)雜水文條件下難以獲得穩(wěn)定結(jié)果。[0003]近年來，利用導波傳播特性檢測橋墩基礎(chǔ)狀態(tài)的方法逐漸受到關(guān)注。導波信號在結(jié)構(gòu)和介質(zhì)中的傳播特性(如波速、衰減、頻率變化等)與基礎(chǔ)沖刷密切相關(guān)，成為評估橋墩沖刷的有效途徑。然而，現(xiàn)有導波檢測方法大多局限于水下環(huán)境，信號激發(fā)與接收困難，數(shù)據(jù)處理和分析依賴于經(jīng)驗判斷，無法實現(xiàn)自動化和定量化。發(fā)明內(nèi)容[0004]針對于上述問題，本發(fā)明旨在提供了一種基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有的橋墩沖刷檢測方法存在的檢測效率低的問題。[0005]為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：提供了基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測系統(tǒng)，其包括相互電性連接的所述激發(fā)裝置設(shè)置于橋梁上，用于產(chǎn)生導波信號；所述傳感器模塊包括設(shè)置于橋墩基礎(chǔ)不同高度上的水上加速度傳感器和水下水聽傳感器；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于接收傳感器模塊采集的信號數(shù)據(jù)并對信號數(shù)據(jù)進行數(shù)字化處理；所述信號處理模塊對數(shù)字化處理后的信號數(shù)據(jù)進行預(yù)處理并存儲；所述數(shù)值模擬模塊通過建立三維有限元模型，模擬導波在不同介質(zhì)中的傳播特所述智能分析模塊建立導波特征參數(shù)與沖刷深度的非線性映射關(guān)系，實現(xiàn)沖刷區(qū)域的自動定位和深度定量評估。[0007]本發(fā)明還提供一種基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測系統(tǒng)的方法，其包括步驟：S1、橋面激發(fā)：在橋梁上布置激發(fā)裝置，激發(fā)裝置對橋梁施加沖擊力，產(chǎn)生導波信6號，導波信號沿橋梁結(jié)構(gòu)傳遞至橋墩和基礎(chǔ)；S2、在橋墩水上部分的不同高度位置布置水上加速度傳感，在橋墩水下部分的不同深度位置布置水下水聽傳感器，水上加速度傳感和水下水聽傳感器同步接收導波信號的S3、通過數(shù)據(jù)采集模塊對接收到的導波信號進行實時同步采集并對導波信號進行數(shù)字化處理，通過信號處理模塊對數(shù)字化處理后的導波信號進行預(yù)處理并存儲；S4、對預(yù)處理的導波信號進行導波信號特征參數(shù)提取，獲得導波信號特征參數(shù)；S5、通過數(shù)值模擬模塊構(gòu)建橋墩-土壤-水域耦合有限元模型，模擬不同沖刷深度條件下導波的傳播特性；S6、通過智能分析模塊建立導波信號特征與沖刷深度的非線性映射關(guān)系，完成沖刷區(qū)域的自動定位和深度定量評估。[0008]本發(fā)明中基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測方法，通過在橋面激發(fā)導波信號，在橋墩周圍布置多點傳感器同步接收信號，并結(jié)合數(shù)值模擬和智能算法，構(gòu)建沖刷深度與信號特征的映射關(guān)系，實現(xiàn)沖刷區(qū)域的精準定位與定量化評估。通過選用導波信號特征提取結(jié)合有限元數(shù)值模擬分析的方法，可在復(fù)雜水文條件下高效完成橋墩基礎(chǔ)沖刷的檢[0009]進一步地，在步驟1中，所述激發(fā)裝置為落錘裝置，激發(fā)裝置對橋梁施加沖擊力的計算公式為：F(t)=Fo·sin(wt);激發(fā)裝置沖擊力的激發(fā)頻率fexcite的計算公式為：其中，F(xiàn)(t)表示隨時間變化的沖擊力，用于在橋面產(chǎn)生導波信號；Fo表示沖擊力相匹配。[0010]進一步地，在步驟S2中，水上加速度傳感和水下水聽傳感器接收到的導波信號滿足波動方程：度；u為位移場。水上加速度傳感和水下水聽傳感器接收到的導波信號為時域波形，其傳播路徑和衰減特性包含了介質(zhì)的物理信息，為后續(xù)分析提供數(shù)據(jù)支撐。[0011]進一步地，在步驟S3中，所述預(yù)處理包括對導波信號進行濾波、去噪和歸一化處理。具體地，采用低通濾波器去除高頻噪聲進行濾波處理；使用小波變換分離信號與背景噪聲進行去噪處理；歸一化處理為將信號幅值和頻率標準化，確保特征提取的一致性。7[0012]進一步地，在步驟S4中，所述導波信號特征參數(shù)包括到導波信號達時間差、幅值衰所述導波信號達時間差△t的計算公式為：其中，t2和t1分別為導波信號傳播至不同傳感器位置的時間；其中，A?和A?分別為導波信號傳播至不同傳感器位置的幅值；頻率變化X(f)的計算公式為：X(f)=Zn=1x(n)·e-j2π能量變化通過導波信號的瞬時能量表達，瞬時能量E的計算公式為：其中，S表示傳感器接收到的時域?qū)Рㄐ盘?，表示信號在時間t的幅值，能量變化用于評估沖刷區(qū)域?qū)Рㄐ盘栁盏挠绊?。[0013]進一步地，在步驟S5中，數(shù)值模擬模塊選用有限元法(FEM)模擬導波在橋墩基礎(chǔ)與土壤介質(zhì)中的傳播特性，構(gòu)建橋墩-土壤-水域耦合模型，橋墩-土壤-水域耦合有限元模型的表達式為：Mu+Cú+Ku=F[0015]橋墩-土壤-水域耦合模型邊界條件設(shè)定：橋墩-土壤界面為吸收邊界，用于模擬波的衰減；土壤-水體界面設(shè)置反射系數(shù)，描述波在沖刷區(qū)域的反射特性。通過模擬不同沖刷深度條件下的導波傳播特性，生成訓練數(shù)據(jù)集，為智能分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。[0016]進一步地，在步驟S6中，智能分析模塊通過機器學習或深度學習算法建立導波信號特征與沖刷深度的非線性映射關(guān)系。[0017]進一步地，在步驟S6中，機器學習和深度學習算法為隨機森林、支持向量機或卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。采用已標定的沖刷深度數(shù)據(jù)作為訓練集，輸入到機器學習或深度學習算法中，導波信號特征與沖刷深度的所述非線性映射關(guān)系，非線性映射關(guān)系的表達式為：[0019]本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明中的一種基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測系統(tǒng)及方法，通過橋面激發(fā)導波，無需水下作業(yè)，檢測效率顯著提高，具有高效率的優(yōu)點；多點接收與特征分析8提升信號質(zhì)量，評估結(jié)果更加準確，具有檢測精度高的優(yōu)點；沖刷深度與特征參數(shù)的映射關(guān)系實現(xiàn)了沖刷區(qū)域的精確定位和量化；適用于不同類型橋墩和復(fù)雜水文條件下的沖刷檢測，能夠顯著提升橋墩基礎(chǔ)的安全評估效率和可靠性。附圖說明[0020]圖1為一種基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測系統(tǒng)的原理框圖。[0021]圖2為導波傳播路徑示意圖。[0022]圖3為橋墩-土壤-水有限元模型示意圖。[0023]圖4為數(shù)據(jù)處理流程圖。[0024]圖5為智能分析模塊的中智能分析模型的結(jié)構(gòu)圖。具體實施方式[0025]下面對本發(fā)明的具體實施方式進行描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于具體實施方式的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。[0026]如圖1所示，本發(fā)明提供了基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測系統(tǒng)，其包括相互電性連接的激發(fā)裝置、傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、信號處理模塊、數(shù)值模擬模塊和智能分析模塊；所述激發(fā)裝置設(shè)置于橋梁上，用于產(chǎn)生導波信號；所述傳感器模塊包括設(shè)置于橋墩基礎(chǔ)不同高度上的水上加速度傳感器和水下水聽傳感器；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于接收傳感器模塊采集的信號數(shù)據(jù)并對信號數(shù)據(jù)進行數(shù)字化處理；所述信號處理模塊對數(shù)字化處理后的信號數(shù)據(jù)進行預(yù)處理并存儲；所述數(shù)值模擬模塊通過建立三維有限元模型，模擬導波在不同介質(zhì)中的傳播特性，獲取導波傳播特性；所述智能分析模塊建立導波特征參數(shù)與沖刷深度的非線性映射關(guān)系，實現(xiàn)沖刷區(qū)域的自動定位和深度定量評估。[0027]進一步地，所述激發(fā)裝置設(shè)置于橋梁的伸縮縫、支座位置或橋面上。在橋面上通過適當?shù)募ぐl(fā)裝置激發(fā)導波信號，在本實施例中，激發(fā)裝置為金屬錘或沖擊裝置。通過外部沖擊產(chǎn)生應(yīng)力波，進而激發(fā)橋梁結(jié)構(gòu)中的導波。具體而言，可以在橋梁的伸縮縫、支座位置或橋面其他合適位置進行激發(fā)。選擇這些位置是基于以下考慮：這些位置能夠有效傳遞導波，特別是當波傳播至橋墩基礎(chǔ)時，信號能夠不被阻礙或衰減。橋面激發(fā)導波后，波傳播路徑較為簡單，能迅速傳遞至橋墩并與基礎(chǔ)進行相互作用。[0028]在實施時，激發(fā)裝置會向橋梁結(jié)構(gòu)施加一個沖擊力，生成縱波(P波)和橫波(S波)。通過控制沖擊力的大小和方向，可以獲得不同頻率的導波信號。[0029]如圖2所示，展示了在橋墩周圍激發(fā)導波信號后的傳播路徑。信號通過激發(fā)裝置在橋面發(fā)出后，沿著橋梁結(jié)構(gòu)傳導至橋墩并傳播至土壤和基礎(chǔ)。圖中標注了信號的傳播方向、反射波的方向以及不同深度位置的傳感器接收到的反射信號。不同介質(zhì)(如土壤、橋墩、基礎(chǔ))中的波速會發(fā)生變化，尤其在沖刷區(qū)域，波速和衰減特性會發(fā)生顯著變化。通過分析信號的時延、幅值衰減和頻率變化，可以推斷沖刷區(qū)域的位置和深度。[0030]本發(fā)明還提供一種基于橋面錘擊導波的橋墩基礎(chǔ)沖刷定量檢測系統(tǒng)的方法，其包括步驟：9S1、橋面激發(fā)：在橋梁上布置激發(fā)裝置，激發(fā)裝置對橋梁施加沖擊力，產(chǎn)生導波信號，導波信號沿橋梁結(jié)構(gòu)傳遞至橋墩和基礎(chǔ)。具體地，導波信號的傳遞過程如圖2所示，在步驟1中，所述激發(fā)裝置為落錘裝置，激發(fā)裝置對橋梁施加沖擊力的計算公式為：F(t)=Fo·sin(wt);激發(fā)裝置沖擊力的激發(fā)頻率fexcite的計算公式為：其中，F(xiàn)(t)表示隨時間變化的沖擊力，用于在橋面產(chǎn)生導波信號；F?表示沖擊力性模量；p為橋墩材料的密度；L為橋墩的特征長度；激發(fā)頻率fexcite與橋梁結(jié)構(gòu)的共振頻率相匹配。激發(fā)信號通過橋梁的連續(xù)結(jié)構(gòu)傳遞，最終進入橋墩基礎(chǔ)區(qū)域，為后續(xù)信號分析提供激勵源。[0031]S2、在橋墩水上部分的不同高度位置布置水上加速度傳感，在橋墩水下部分的不同深度位置布置水下水聽傳感器，水上加速度傳感和水下水聽傳感器同步接收導波信號的傳播、反射及透射；具體地，在步驟S2中，水上加速度傳感和水下水聽傳感器接收到的導波信號滿足波動方程：度；u為位移場。水上加速度傳感和水下水聽傳感器接收到的導波信號為時域波形，其傳播路徑和衰減特性包含了介質(zhì)的物理信息，為后續(xù)分析提供數(shù)據(jù)支撐。每個傳感器都具有同步采集功能，能夠?qū)崟r接收信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)。水上加速度傳感主要用于測量橋墩上方和水下區(qū)域的振動響應(yīng)。通過布置在不同高度的多個加速度傳感器，能夠獲得信號的傳播路徑與衰減特性，進而推算出沖刷深度。[0032]聽傳感器用于接收經(jīng)過水下介質(zhì)傳播的導波信號。由于水的介質(zhì)特性，波速和衰減與空氣中的信號有較大差異，因此需要特別考慮其在不同水深和水文條件下的傳播特性。[0033]S3、通過數(shù)據(jù)采集模塊對接收到的導波信號進行實時同步采集并對導波信號進行數(shù)字化處理，通過信號處理模塊對數(shù)字化處理后的導波信號進行預(yù)處理并存儲；具體地，在步驟S3中，所述預(yù)處理包括對導波信號進行濾波、去噪和歸一化處理。具體地，采用低通濾波器去除高頻噪聲進行濾波處理；使用小波變換分離信號與背景噪聲進行去噪處理；歸一化處理為將信號幅值和頻率標準化，確保特征提取的一致性。如圖4所示，圖4詳細展示了數(shù)據(jù)處理的流程，從信號采集到特征提取的全過程。首先，傳感器接收導波信號并將其傳輸?shù)筋l率變化等特征，進一步對特征數(shù)據(jù)進行歸一化處理。最終，通過機器學習算法進行分析和評估，輸出沖刷區(qū)域的定量化深度信息。此流程能夠高效地將傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為精準的沖刷檢測結(jié)果。[0034]S4、對預(yù)處理的導波信號進行導波信號特征參數(shù)提取，獲得導波信號特征參數(shù)；具體地，根據(jù)接收到的導波信號，提取地面線(或沖刷界面)的反射波。反射波的特征直接與橋墩基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)性變化相關(guān)，如沖刷的深度和范圍。反射波的幅值、到達時間、頻率變化等參數(shù)是評估沖刷程度的重要依據(jù)。利用多點接收系統(tǒng)得到的反射波數(shù)據(jù)，分析其時延、幅值變化及波形變化，進而推算出橋墩基礎(chǔ)沖刷區(qū)域的位置和深度。通過對反射波進行特征提取，獲取重要的導波信號特征參數(shù)，導波信號特征參數(shù)包括到導波信號達時間差、幅值衰減所述導波信號達時間差△t的計算公式為：其中，t2和t1分別為導波信號傳播至不同傳感器位置的時間；反射波到達傳感器其中，A?和A?分別為導波信號傳播至不同傳感器位置的幅值；幅值衰減系數(shù)a反映信號傳播路徑的能量損失；反射波幅值的衰減程度反映了介質(zhì)的變化，沖刷區(qū)域的波速變化會導致信號幅值的衰減。[0036]頻率變化Xf)的計算公式為：示歐拉數(shù)，j表示虛數(shù)單位.能量變化通過導波信號的瞬時能量表達，瞬時能量E的計算公式為：其中，S表示傳感器接收到的時域?qū)Рㄐ盘?，表示信號在時間t的幅值，能量變化用于評估沖刷區(qū)域?qū)Рㄐ盘栁盏挠绊?由于沖刷區(qū)域的介質(zhì)特性發(fā)生變化，導波的傳播速度會發(fā)生改變，進而導致頻率的偏移。通過對這些特征的分析，可以對沖刷區(qū)域的深度進行定量評估。常用的特征提取方法包括時頻分析(例如小波變換)和譜分析。[0037]S5、通過數(shù)值模擬模塊構(gòu)建橋墩-土壤-水域耦合有限元模型，模擬不同沖刷深度條件下導波的傳播特性；如圖3所示，圖3展示了橋墩基礎(chǔ)區(qū)域的有限元分析模型，圖中包括了橋墩、土壤以及水域的計算域。