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针对水电站厂房结构模态识别问题,建立了一种密集模态识别的组合方法。该方法通过将逆衰减指数窗和小波包分频结合,实现了降低振动信号的模态密集度,提高了模态分离的精度。振动信号模态分离后采用Random Decrement Technique（RDT）和Spare Time Domain（STD）方法识别水电站厂房结构的模态参数。以一大型地下水电站厂房结构为分析对象,对其原型振动测试数据开展了密集模态识别。结果表明,采用该组合方法识别结果与三维有限元计算结果一致,且识别出的阻尼比也处在合理范围之内。