低应变动测幻灯片精要.ppt

基桩低应变检测技术 主讲 邢心魁 一、概述 二、反射波法检测原理 三、低应变法适应范围及易出现问题 四、反射波法典型曲线及资料分析 五、声波透射法简介 1、桩基及其质量问题 （1）仪器设备轻便、检测速度快和费用较低 （2）具有静载试验所不具备的功能 （3）可对工程桩进行普查 4 具备的条件 人:振动与波动理论、电子与计算机技术、信号分析、岩土力学、桩工技术 机:基桩动测仪器鉴定规程JJG930-1996:灵敏度、线性度、频响。 料(对象) :桩土刚度比,几何尺寸 法: 反射波、机械阻抗法、超声波 环:振动与杂散电流 二、反射波法检测基本原理 (1)质点振动速度与波速(振动与波动) (2)上行波与下行波 (3)拉力波与压缩波 一维杆假定 (1) 材料为均质各向同性的理想弹性体； (2)杆截面尺寸远小于波长、在变形过程中始终保持平面； (3)在横截面上除均匀分布有轴向应力外， 所有其它应力分量均为零。 相似推导可得: 杆截面上应力应变关系: 3.弹性波在杆性质突变处的反射和透射 界面处反射波、透射波及入射波需满足如下位移及速度的连续条件: 弹性波在杆性质突变处的反射和透射规律 (1) 透射波总是与入射波同号; (2) 当Z1＞Z2时(缩径),反射速度波与入射速度波同号; (3) 当Z1＜Z2时(扩径),反射速度波与入射速度波异号. （1） 完整桩中波的传播 （2 ）缩径桩中波的传播 (二)一维波动方程的振动解及机械阻抗法    动测信号的频率域解 （a）?f=f2-f1 = c/2L → c=2L· ?f （b）机械阻抗法判断桩底嵌岩情况(kd大小与?f/f1的关系 ) （c）测试信号归一化与速度导纳； （d）现场测试方法——稳态与瞬态 三、适用范围及存在问题 （一）适用范围 1.检测混凝土桩的完整性 不适用于薄壁钢管桩、异型桩、柔性桩 2. 判定缺陷程度 对桩身缺陷只作定性判定。对于时域信号，一般根据曲线上缺陷反射的强烈程度来定性判定缺陷大小。 对于桩身缺陷类型，曲线信号只反映出桩身阻抗减，其具体类型需综合考虑地层及施工情况或借助其他手段判断。 3. 判定缺陷位置 （二）实际情况与理论解的差异 桩本身就不是完美的 不平的桩头接触面 弹模沿桩身是变化的 非均质材料 (如颗粒尺寸变化) 截面随桩身的变化 桩材料阻尼的存在 土阻力的存在 锤击问题 点接触而不是面接触，即不满足一维波动理论的条件 伸出来的钢筋会增加噪音 瑞利波 (表面波) 输入应力波的波长使小缺陷的确定困难 （三）测试中易出现的问题 1.桩顶浮浆未凿掉 2.传感器安装方法不正确 3.传感器安装位置及激振点位置的选择不符合要求 4.激振能量的选择不合适 5.波形的一致性不好 6.测试参数的设定不正确，如记录的时间段长度、桩长及桩身截面积、采样率等 四、典型曲线及分析处理 典型桩动测曲线-----空气中的完整桩 典型桩动测曲线---端承桩 典型桩动测曲线---缩径桩 典型桩动测曲线---扩径桩 典型桩动测曲线---浅部断桩 异常曲线 （二）曲线分析时几个需要注意的问题 1 指数放大的应用 3 延迟放大不可过大 4 低通滤波 5 小波滤波 6 去除外露钢筋 7 剔除面波干扰 结论 平均多锤数据 (减少随机噪音) 使用放大函数 (补偿由于阻尼和土阻力等造成的信号能量损失) 使用高通滤波器(HI) 或旋转(PV) 来减少低频成分（由土阻力、信号漂移等造成） 使用小波滤波器 (或低通滤波器)来减少高频噪音 (建议只用一种，即不要两个同时用) 分析时应注意： 所采集数据的质量和可靠性 (一致性和合理性) 曲线的变化特征，特别注意突变的地方 比较不同桩曲线的相似之处和不同的地方 注意桩底的反射信号 (拉伸或压缩) 桩的均质性 注意是否有严重缺陷的迹象（注意区分是缺陷还是增大） 与已知土层状况和成桩纪录比较 应清楚低应变桩基完整性测试法的局限性：只能用来发现严重的缺陷；定性的成分多于定量的成分、故很难进行对小缺陷的详细分析。不要强行得出该方法能力范围以外结论。 五、声波透射法简介 2 仪器设备 （1） 关于换能器 （a）圆柱状径向振动，沿径向无指向性； （b）外径小于声测管内径，有效工作面轴向长度不大于150mm； （c）工作频率30~50kH； （d）水密性满足1MPa水压不渗水。 （2） 关于接收仪器 （a）具