反褶积方法在桩基低应变检测数据分析中的应用研究

摘要

随着高层建筑的发展，桩基础已成为重要的基础形式。由于桩能将上部结构荷载传到深层稳定土层中，大大减少基础沉降，所以在住宅、高层等工程中大量采用。桩属于隐蔽工程，一旦发生事故，加固处理难度很大。机械成孔的混凝土灌注桩容易出现缺陷，影响桩基承载力及上部结构安全，严重的甚至使基桩失去承载能力，所以桩基的完整性检测一直备受关注。
　　总的来说，桩基动测由于具有费用低、快速、轻便、适用于普查等优点，得到了广泛应用。然而其不足有：单靠时程曲线的直接观测不能满足工程需要，容易造成误判；多缺陷的判定仍是难点；对缺陷的判断主要是定性分析，定量分析极少；为改进目前存在的问题，本文拟采用反褶积方法对所测曲线处理，研究内容和结果包括以下方面：
　　利用均匀设计法筛选了10组代表性的完整桩模型，对这些模型的数值模拟结果的分析表明反褶积方法对于桩径从0.2m~2.0m，桩长从10m~55m的常见桩的低应变检测都有良好的适用性。
　　为了解决利用时频图直观分辨不能准确判断桩身缺陷，本文首次使用反褶积方法对3种单缺陷桩基检测数据进行处理，并尝试十点平滑滤波、filtfilt等多种信号处理方法，总结出5种效果较好的信号处理方法，处理后的曲线可以精确检测到缺陷位置；类型的判别，根据多组缺陷结果分析总结可以分为类正弦波形（波阻抗变小：离析、夹泥、缩径、断裂）和半波延迟波形（波阻抗变大：扩径）两种类型，具体类型的判别还要结合场地数据资料进行分析，需结合工程经验加以判断。
　　对于多缺陷桩基，因为应力波传到第一缺陷时大部分反射，只有少量向下传播到第二缺陷处，因而第二缺陷检测难度增大。且第一缺陷处的多次反射会干扰第二缺陷的判断。由本文可知，反褶积方法对第一缺陷为离析、缩径、扩径的多缺陷桩基得到结果较理想，但对于第一缺陷为夹泥的桩第一缺陷多次反射波严重，且第二缺陷为缩径时判断不出，因此若第一缺陷为夹泥，应通过其他方法共同判断。
　　对于桩基检测曲线的处理方法很多，小波分析是新兴的方法之一，为了验证反褶积方法的优越性，本文通过与小波处理结果的对比，说明了反褶积方法在使用过程中的简便和精确，是一种有研究前景的方法。

目录

反褶积方法在桩基低应变检测数据分析中的应用研究

THE RESEARCH OF APPLICATION OF DECONVOLUTION IN ANALYSE OF DETECTING PILES DATA BY LOW STRAIN INTEGRITY TESTING

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 课题研究的目的和意义

1.3 国内外研究现状及分析

1.4 本文主要研究内容

第2章 有限元建模及反褶积方法实现

2.1 引言

2.2 应力波反射法测桩的基本原理

2.3 反褶积原理

2.4 建模及其反褶积处理流程

2.5 本章小结

第3章 反褶积方法适用性验证

3.1 引言

3.2 代表性模型的选择

3.3 适用范围的验证

3.4 本章小结

第4章 反褶积在单缺陷桩基检测中的应用

4.1 引言

4.2 缺陷建模及其反褶积处理的几个问题

4.3 反褶积在单缺陷桩中的应用

4.4 本章小结

第5章 反褶积在多缺陷桩基检测中的应用

5.1 引言

5.2 多缺陷桩基应用

5.3 反褶积与小波分析对比

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢