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反射波法桩基动测技术研究

邢心魁  
【摘要】:反射波法是目前最常用的桩基完整性检测法,其理论基础为一维波动理论,资料分析方法主要靠时域内直观分辨,定性评价,很多情况下其精度和可靠性不能满足工程需要。为改进目前反射波法桩基动测技术存在的问题,本文对实际桩~土体系条件下波传播规律及测试信号分析技术两个方面进行了较系统研究。 1、对模型桩进行了反射波法动力测试,并对试验场地土进行了动力试验。获得试验场地土动力特性指标和桩周有土、无土两种情况下模型桩的反射波特性曲线,并进行了系统分析。 2、采用有限元瞬态动力计算,探讨了桩~土体系条件下桩中波传播速度与幅值衰减规律与桩周土性的关系。 3、将小波分析理论引进反射波法桩基动测领域,阐述其基本理论并研究了小波分析在测试信号除噪、土阻力波分离及浅部缺陷桩分析等方面的初步应用。 在上述工作基础上得到以下主要成果: (1)受桩身几何效应影响,桩中脉冲波传播速度不再为恒值,随着传播距离增加出现大于、等于和小于波在一维杆中的传播速度三个阶段; (2)桩周土模量增大使波速增高,阻尼系数增大使波速减小;实际波速取决于二者共同作用的结果,往往使波速降低。 (3)桩中波传播速度与桩周土状态有关,使得上、下行波速度不同,上行拉力波速小于下行波速,而上行压力波速大于下行波速。 (4)下行压缩波与上行波衰减规律不同,其中上行拉力波比下行波衰减快;上行压缩波比下行波衰减慢。下行波的衰减规律符合指数衰减,但上升波的衰减并不符合这一规律。目前工程实践中统一按指数规律放大的方法来减小土阻力作用具有一定的局限性。 (5)采用小波分析技术对信号除噪、浅部缺陷桩动测信号分析及土阻力波分离等几种典型情况的信号分析方法进行了研究,实现了复杂情况下的动测信号的简化分析; (6)桩~土体系条件下实测反射波动测曲线的小波分析结果表明,不同频段的波速变化不大,但其波幅吸收系数近似与频率呈正比。


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