基于应力波反射法的桩基完整性检测及应用的研究

摘要

本文对应力波反射法的桩基完整性检测及应用进行了研究。文章首先介绍了基桩动测技术的发展现状及其优缺点，以及一些常见桩型容易出现的质量问题。然后基于ADINA新型有限元分析程序，按现有的理论建立三维立体模型进行模拟，探讨当激振力脉冲宽度，加载形式发生变化时相应的反射波曲线变化特性，并以五种模拟桩所代表的具体缺陷特征，对时域波形进行影响分析，总结相应的各种缺陷特征的反射波法检测判读技巧，提供了判断缺陷类型、确定缺陷位置的方法。三维情况下完整桩不同接收点的响应计算，从理论上验证了接收点距中心2/3R左右时测试效果最好这一实践经验。文章最后论述了低应变反射波法的实践应用，并通过工程实例与仿真结果对比，验证了本文分析的有效性及准确性，从而能够使反射波法更准确的检测基桩完整性。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1前言

1.2桩基动测技术的应用和发展现状

1.2.1桩基动测技术在国外的应用与发展现状

1.2.2基桩的动测技术在我国的应用与发展

1.3低应变动力检验方法的分类及简介

1.4低应变应力波反射法检测技术目前存在问题

1.5本文研究的主要内容

2基桩低应变应力波反射法的理论基础

2.1一维波动方程的建立

2.2弹性波的波动函数及波动特点

2.2.1弹性波的波动函数

2.2.2波动中质点的振动特点

2.2.3波动中的波阻抗特性

2.3应力波的相互作用和在不同阻抗界面上反射和透射

2.3.1应力波的相互作用

2.3.2应力波在杆不同阻抗界面处的反射和透射

2.4影响桩顶质点速度曲线的因素

3基桩反射波法完整性判别原理与完整性分类

3.1常见桩型质量问题

3.1.2泥浆护壁灌注桩常见质量问题

3.1.3沉管灌注桩常见质量问题

3.1.4人工挖孔灌注桩

3.2几种常见缺陷类型及反射波的传播原理

3.2.1完整桩

3.2.2单一扩径桩

3.2.3单一缩径桩

3.2.4离析桩

3.2.5断桩

3.3时域波形的判读及解释

3.3.1时域波形的判读

3.3.2反射波形曲线解释要点

3.4桩身完整性分类讨论

4反射波法动力有限元数值模拟分析

4.1有限元法简介

4.1.1有限元法求解步骤

4.1.2波动有限元的求解方法

4.1.3 ADINA有限元分析软件简介

4.2低应变反射波法有限元计算模型的建立

4.2.1桩土体系的模拟

4.2.2入射力波激振源的模拟

4.2.3有限元分析对网格的剖分要求及时间步长的控制

4.3模拟计算中各种参数的选取

4.4有限元的模拟计算结果分析

4.4.1不同脉冲宽度的集中荷载与均布荷载激振反射波形分析

4.4.2桩顶面不同接收点反射波形分析

4.4.3完整桩反射波形的模拟

4.4.4缩径桩模拟计算

4.4.5离析桩模拟计算

4.4.6扩径桩模拟计算

4.4.7桩身断裂

5反射波法实践研究及工程实例波形分析

5.1振动测量基本概念

5.1.1拾振器、相对拾振与绝对拾振

5.1.2灵敏度

5.1.3分辨率

5.1.4线性度、线性范围和动态范围

5.1.5频率范围

5.1.6工作范围

5.1.7系统响应及频响函数

5.1.8激励、响应及系统特性三者之间的关系

5.1.9基桩动测系统各环节间的关系

5.2应力波反射法振源特性及其对动测效果的影响

5.3现场测试技术分析

5.3.1反射波法的测试装置简介

5.3.2现场数据采集及注意事项

5.4工程实例及分析

6结论与建议

6.1结论

6.2建议

攻读学位期间已发表的学位论文内容相关的学术论文

致谢

参考文献