混凝土桩缺陷影响域仿真研究

《混凝土桩缺陷影响域仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、混凝土桩缺陷影响域仿真研究摘要本论文基于声波透射法检测理论，采用ANSYS有限元软件对混凝土缺陷桩进行仿真分析，通过声学参数的变化来分析缺陷的影响域。关键词声波透射法有限元声学参数缺陷影响域中图分类号：TV331文献标识码：A0引言灌注桩是高层建筑、桥梁等工程结构常用的基桩形式，其质量直接影响上部结构安全，由于灌注桩的特定施工条件，在混凝土灌注过程中产生夹泥、缩颈、空洞、断桩等缺陷，这些缺陷造成了桩身的不完整性。①采用基桩声波透射法检测技术，通过分析接受波的首波初至、幅值、频率和波形特征，可以判断缺陷范围的大小和缺陷的性质。②实际工程检测中，在缺陷以及缺陷附近处所测得的波速、波幅值变化异常，③

2、说明缺陷对声学参数的变化有一定的影响范围。本论文采用ANSYS有限元软件对混凝土缺陷桩进行仿真分析，通过缺陷各方向的移动来分析声学参数的变化，从而确定缺陷的影响域。1模型验证1.1模型材料计算参数本论文在研究过程中采用了两种材料模型：混凝土、泥团，其中混凝土和泥团采用线弹性材料。在有限元软件中的线弹性材料指所有方向材料特性相同，由密度、弹性模量、泊松比来定义。④在建模过程中混凝土及泥团的材料参数分别如表1所示：1.2模型的介绍完整桩模型为一混凝土灌注桩，桩的直径D=1.6m,桩长L=15m,埋设3跟声测管，⑤管距LO=1.Om,缺陷桩模型是在完整桩模型中加一个椭球体缺陷，椭球体X方向半轴尺寸a

3、=0.20m,Y方向半轴尺寸b=0.15m,Z方向半轴尺寸c=0.15m,椭球体缺陷位置如图1、2所示：1.3ANSYS有限元软件的模拟及验证采用常规对测，发射点1输入一超声脉冲波，⑥接收点2接收（如图1所示），椭球体材料为混凝土时得到的波形图与完整桩时得到的波形图如图3所示：由表2可知，波速误差和波幅误差很小，说明该椭球体模型建立正确以及该椭球体网格划分合理，保证了计算的精确度。2缺陷影响域分析2.1缺陷水平影响域椭球在水平面上沿Y方向移动（如图2所示），测点位置不变。椭球体材料为泥团时得到的波形图与椭球体材料为混凝土时得到的波形图如图4、5、6、7所示：=L/LO（L为测线与椭球体中心的距

4、离，L0为声测管管距）；波幅比值=A/AO（A为当椭球体材料为泥团时接收波形图中波幅值，A0为当椭球体材料为混凝土时接收波形图中波幅值）；波速比值二V/VO（V为椭球体材料为泥团时的波速，V0为椭球体材料为混凝土时的波速）；根据实测的各组波形图绘制出的波幅比值、波速比值一的曲线如图8、9所示：由图8所示的波速比值曲线可以得知：0.16时，波速大于正常波速的90%,椭球体Y方向半轴尺寸b=0.15m,说明当测线不经过椭球体时，缺陷对波速影响很小。由图9所示的波幅比值曲线可以得知：椭球体中心在1/2L0处水平移动，