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基桩完整性低应变动态分析的定量研究

蔡靖  
【摘要】: 随着我国建筑工程事业的发展,桩基础已成为一种重要的基础形式。但是许多机械成孔的灌注桩常出现缩颈、扩颈、断裂、离析等缺陷,影响桩基承载力及上部结构的安全,严重者甚至使桩失去承载力。如果不能准确的判断出缺陷的类型,测出缺陷的位置及程度,采取补救措施,必然给建筑物造成事故隐患,威胁着人民生命财产的安全。因此,桩的完整性检测是目前工程界十分关心的问题。本文从理论上研究基桩完整性检验中如何利用所测波形判断缺陷类型、确定缺陷位置,着重进行缺陷程度的量化分析。 首先,从桩-土系统共同作用的波动阻尼方程入手,结合初始条件、边界条件导出完整桩的瞬态速度响应模型,根据此模型编制了Visual Basic程序,分析了桩长、桩颈、弹性波速,桩侧土阻尼系数的变化对桩的速度响应曲线的影响规律,为实际工程测试提供依据。 其次,从桩的波动理论分析了桩身存在缺陷时的反射波特征,提供了判断缺陷类型、确定缺陷位置的方法。 再次,建立缺陷桩的桩土参数模型,通过Laplace变换得到缺陷桩在瞬态激励作用下频率域中的速度响应模型,分析缺陷桩导纳曲线的特征,为判断桩的完整性提供了另一种方法。将频率域中的缺陷桩速度响应模型通过傅里叶逆变换,得到时域中的速度响应模型,根据此模型编制了Metlab程序进行大量计算,拟合出缺陷程度与波形中入射波、反射波振幅比之间的关系式。 最后,进行模型桩试验分析试验结果,验证时域中缺陷量化分析关系式的正确性。


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