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针对恶劣测试环境下桥梁结构微弱动力测试信号易被噪声淹没、非线性非平稳检验困难的问题,将改进的经验模态分解方法与递归图理论相结合,提出一种多尺度非线性非平稳检验分析方法。对微弱信号进行自适应分解,得到各阶信号分量。采用递归图及递归量化方法,分析了不同信号分量的非线性非平稳特征信息。分别用模拟信号和实际桥梁测试信号对所提方法的有效性进行了验证。结果表明:多尺度的非线性非平稳检验分析方法能有效提取强噪声背景下桥梁微弱信号的非线性非平稳特征信息,可用于实际桥梁测试信号的非线性非平稳检测。