低应变(反射波法)检测培训

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1、低应变(反射波法)检测黄恒英低应变反射波法检测利用手锤或力棒在桩头施加一小冲击力F（t），激发一应力波沿桩身传播，然后利用速度或加速度传感器接收由初始信号和由桩身缺陷或桩底产生的反射信号组合的时程曲线，最后利用信号采集分析对所记录的带有桩身质量信息的波形进行处理和分析，并结合有关地质资料和施工记录作出对桩的完整性的判断。基本原理假定一根桩作为一维杆件，考虑材质均匀，截面恒定的弹性杆，长度为L，截面积为A，弹性模量为E，质量密度为ρ。取杆轴为χ轴，若杆变形时平截面假设成立，受轴向力F作用，沿杆轴向产生位移u，质点运动速V=əu/ət和应变ε=

2、əu/əx变化，通过动力学和运动学得出一维波动方程求解。(一)广义波阻抗及波阻抗界面设桩体某段唯一分析单元，其桩身介质密度，弹性波波速，截面面积分析用ρ、c、A表示，则令Z=ρ·c·A(1)称为广义波阻抗。当桩身的几何尺寸或材料的物理性质发生变化时，则相应的ρ、c、A发生变化处称为波阻抗界面，其比值可表示为n=Z1/Z2=(ρ1·c1·A1)/（ρ2·c2·A2）（2）即称为广义波阻抗比。(二)应力波在波阻抗界面处的反射和透射设一维平面应力波沿桩身传播到达一与传播反向垂直的波阻抗界面。根据应力波理论，由连续性条件和牛顿第三定律有vI+vR=

3、vt(3)A1(ơ1+ơr)=A2ơt(4)式中：v、ơ分别表示应力波的速度和应力，下标I、R、T分别表示入射波、反射波和透射波。由波阵面动量守恒条件，由式（4）得ρ1·c1·A1（vI-vr）=ρ2·c2·vT(5)联方式（3）、（5）求解可得vI=-FvI(6a)vt=nTvT(6b)其中F=1-n/1+n(反射系数)（7a）T=2/1+n（透射系数）（7b）式（7）就是小扰动应力波反射法中利用的反射波与入射波的速度量的相位关系来分析的重要性。假设在基桩中某处存在一个波阻抗变化界，界面上部波阻抗z1=ρ1·c1·A1，下部波阻抗z2=ρ

4、2·c2·A2。①当z1=z2时，表示桩截面均匀无缺陷；②当z1>z2时，表示在相应位置存在截面缩小或砼质量较差缺陷，反射波VR与入射波VI相位一致；③当z1

5、下行压力波（t1=t2=2⊿L/C）；桩身截面变大处反射为上行压力波，遇桩顶自由端反射为下行拉力波（t1=t2=2⊿L/C）。3、断桩：在断桩处应力波产生多次反射，反射波和入射波同相位，看不到桩底反射。4、半断桩身夹层处的发射波和入射波同相位，桩底反射波和入射波同相位。5、缩颈、离析和夹泥桩：缩颈桩和离析桩，开始部位和反射波和入射波同相位，缩颈和离析结束部位的反射波和入射波反相位，缩颈和离析不严重的桩，部分应力波还透射传播，可看到桩底反射，反射波和入射波同相位。6、扩底桩：扩底桩在扩底开始处的反射波和入射波反相位，底结束处的反射波的入射波同

6、相位。7、嵌岩桩：嵌岩效果好的桩，桩底反射波和入射波反相位。8、截面渐变桩：截面渐变桩不易判断，截面渐变过程和侧阻力增加的反射波近似，渐变结束处的反射波和入射波同相位。三、工程实例分析（1）完整性工程桩13#桩长为9.30m,实测曲线的反射波波形规则、波列清晰桩底反射波明显可辨，桩底反射波初至与入射波初至同相位，桩底反射时间为4.70ms,纵波波速为3950m/s。现场钻心法检查，桩身砼芯呈柱状，连续完整，表面光滑，断口吻合，胶结好、骨料分布均匀，桩底无沉渣现象，底部与持力层界面清晰，对砼抽检抗压强度在34.9—48.9之间,属于完整桩。钻

7、芯检测结果与反射波检测结果一致。（2）离析桩工程桩11#，桩长10.5m,实测曲线与完整桩不相同,入射波与反射波同相位,并在缺陷处波形非常明显反射,反射时间为1.41ms,按本工程完整桩的平均波速，计算出该桩实测缺陷在2.3m处。现场钻芯取样，上部0—2.30m段砼芯样连续完整,呈柱状及短柱状,表面光滑,断口吻合,骨料分布较为均匀。中部2.40—5.80m段砼芯样较为松散，胶结较差或无胶结现象，取中部较为完整呈柱状体芯样，进行砼试块试压，其最大砼抗压强度为14.1Mpa。钻芯结果与反射波检测法基本吻合。（3）离析（断）桩工程桩9#，桩长

8、10.25m。该桩现场实测波反射较强，往后同样出现多次反射、其反射时间间隔相等，无法找出桩底反射位置。按本工程的完整桩平均波速反算，该桩身在2m—2.2m处全断。现场钻芯取样，桩