岩土工程信息处理是指对信号进行变换、滤波和分析,以获取工程建(构)筑物性能状态方面的信息,而信号分析是指对信号基本性质的研究和表征。由于岩土工程检测信号大多具有复杂多变、非线性、非平稳的特点,使得传统的基于平稳信号的特征提取方法难以取得理想的效果,岩土工程信号分析、识别及特征提取仍然是迫切需要解决的难题。本论文结合国家自然科学基金项目(编号:50678028,51078043),提出了“HHT理论及其在岩土工程信号分析中的应用”的研究课题,在查阅大量国内外相关文献及工程实践的基础上,利用MATLAB编程语言工作平台,就HHT理论及其在岩土工程信号分析中的应用开展了深入研究。(1)介绍HHT法基本原理、算法,将HHT法引入到岩土工程信号分析处理中,理论分析与实验结果初步证实了HHT法在岩土工程信号分析处理中的适应性和优越性;(2) EMD法依据信号本身的固有特性分解出一系列不同特征时间尺度的IMF分量,并对各IMF分量进行Hilbert变换,得到信号的瞬时相位和瞬时幅值,且绝大部分都能反映信号本身的物理意义。经HHT变换后,得到的时频图能定量地描述时间-频率的关系,Hilbert谱能清晰地刻画信号能量随时间、频率的分布情况;(3)针对声发射信号具有瞬态性、多样性的特点,作者采用HHT法,从能量的角度对冲击荷载作用下岩石声发射信号的能量分布特征进行了分析,总结了岩石声发射信号的能量与相关系数及物理性质间的关系。小波法和HHT法都能很好地分析处理非线性、非平稳信号,且都能提取信号的能量特征,但EMD法不需预设基函数,具有自适应和高效的特点;(4)隧道超前地质预报检测到的原始雷达信号经EMD法分解得到各IMF分量,各IMF分量经Hilbert变换后得到雷达瞬时幅值图、瞬时相位图以及瞬时频率图,形成三个参数相互独立的剖面图,这样可更好地解释地质雷达信号。因此,将HHT法应用到隧道超前地质预报检测信号分析处理中,能有效地提高超前地质预报的准确性。本文研究工作立足学科前沿,采用先进的数学方法和手段,对岩土工程信号分析进行了研究,具有较高的理论和实用价值,为系统研究岩土工程信号分析奠定了理论和实践基础。