农业水土工程中存在大量的闸门、大坝、桥梁等建筑物，其结构系统以梁板为基础性元素。在长期服役过程中，受到荷载作用、材料老化、环境侵蚀等不利因素的影响，梁板元素不可避免会产生损伤。梁和板的损伤会破坏结构系统的完整性，降低结构系统性能，甚至可能引发灾害性事故。因此，梁、板构件的损伤识别对维护结构的安全至关重要。
　　结构损伤检测在工程分析中具有反问题属性，需要融合结构、力学、信号处理等多学科知识进行处理，而信号处理技术在结构损伤检测技术中占有重要位置。小波变换作为一种新兴的信号处理方法在结构损伤检测领域得到了广泛的应用。与现有基于小波变换的损伤识别方法不同，本文提出了将结构动力分析与小波变换紧密结合的损伤检测新方法，通过数值模拟检验新方法的正确性，并且开展物理模型实验验证新方法的有效性。主要创新性工作概括如下：
　　（1）针对传统整体坐系(GCS)下谱元法精确求解多裂缝欧拉-贝努力梁模态频率在数值计算上存在的缺陷，提出在局部坐标系（LCS-Ⅰ和LCS-Ⅱ）中构造谱单元动刚度矩阵的改进谱元法。建立LCS-Ⅰ、LCS-Ⅱ、GCS下多裂纹梁谱单元动刚度矩阵，探讨不同坐标系下改进谱元法计算多裂纹梁高阶模态频率的能力，分析多裂纹梁不同损伤程度对模态频率的影响。在与ANSYS软件多裂纹梁高阶模态频率计算结果对比中，证明了局部坐标系下改进谱元法具有显著超越传统整体坐系(GCS)下谱元法的高阶模态计算能力，并且揭示了多重裂纹对梁模态特性的影响规律。
　　（2）提出多裂缝梁高阶模态稳态小波包变换（SWPT）多尺度数据融合的损伤识别方法。鉴于多裂缝梁高阶模态含有更丰富的损伤信息，采用SWPT对其进行多尺度分解，确立了度量SWPT子带相关性的多尺度乘积特征量，并确定其有效反映损伤信息的相关性临界值；在此基础上，对标准化处理后的多尺度乘积曲线进行多模态振型数据融合，据此识别多裂缝梁结构的损伤。数值模型与试验模型证明该方法能够有效避免模态的节点效应，并且具有在噪声环境中对多裂缝进行识别的能力。
　　（3）提出利用移动质量下梁结构损伤前后加速度响应之差的小波变换进行损伤检测的方法。综合探讨了移动质量下损伤梁结构在不同速度、不同损伤程度下的位移与加速度响应；分别对损伤前后加速度响应差进行连续小波变换与稳态小波包变换，建立新的敏感性指标，采用数值模拟证明该指标能够准确识别移动质量下简支梁结构的轻微损伤。
　　（4）提出了二维高斯小波变换多分辨复杂度谱的板类结构损伤检测新方法。该方法采用二维高斯小波变换将损伤板结构振型分解为多尺度振型空间，定义点态复杂度指标，借助滑动窗口在多尺度振型空间上形成多分辨复杂度谱，复杂度谱中的凸起表明了损伤的位置及大小。多分辨复杂度谱损伤检测方法的可行性和有效性，分别在平面钢闸门数值模型损伤识别以及含裂缝损伤和面域局部损伤的试验模型损伤辨识中，得到充分验证，并证实该方法具有较高的多损伤识别精度。
　　论文在小波变换与结构分析结合中提出的梁、板损伤检测理论与方法，为农业水土工程中结构系统的健康诊断提供了新思路和新途径，弥补了农业水土工程结构领域在该方面研究的空缺，为推动现代农业基础设施安全可靠运行提供了科学依据和技术支持，也可为类似工程结构损伤检测提供可借鉴的理论与方法。