基于土体剪切波速在基桩缺陷量化分析中的应用

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1、天津大学硕士学位论文土体剪切波速在基桩缺陷量化分析中的应用姓名：黎小东申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王建华20070501中文摘要目前，基桩完整性检测中，基桩缺陷的量化分析仍是一个尚未解决的关键问题。针对该问题，本文做了以下几方面的工作：依据摩擦桩在均质土中受一瞬态激振力作用下任意点的速度响应解析解，得到了桩项速度响应幅值比与桩侧土阻尼系数之间的关系；通过假定得到了应力波沿桩身传播时的衰减规律，并对波阻抗变化引起的波的反射与透射特性作了研究，建立了摩擦桩单一缺陷程度与桩顶速度响应幅值比的关系。实测了完整桩模型试验中5种土体的剪切波速，结合模型

2、试验得到的桩侧土阻尼系数，分析了阻尼系数与剪切波速之间的变化规律。结果表明，5种土体的阻尼系数随剪切波速增大而增大，且变化规律一致；当土体剪切波速小于250m／s时，只要剪切波速相同，则5种土体的阻尼系数也相近；当土体剪切波速大于250m／s时，5种土体剪切波速相同，阻尼系数有一定差异，在此基础上建立了阻尼系数与剪切波速之间的关系式并应用到缺陷量化分析中。通过模型试验验证了桩身应力波传播的衰减规律，同时得到结论，当桩侧土层上覆有效应力小于250kPa时，土体阻尼系数与剪切波速的关系式基本合理；3m长缺陷摩擦桩(扩颈桩和缩颈桩)的实际缺陷位置和缺陷程度与按

3、照单一缺陷量化分析计算得到的结果两者误差均在5％以内，由此可认为本文建立的均质土中摩擦桩单一缺陷量化分析基本合理。关键词：基桩缺陷量化分析，摩擦桩，阻尼系数，剪切波速，模型试验ABSTRACTItwasaproblemunsolvedhowtodothequantitativeanalysisofdefectsinpilesSOfar．InordertOresolvetheproblem，followingresearcheshadbeendone：Therelationshipbetweentheincidentandreflectedvelocity

4、amplitudesratioatthetopofpileandthedampingcoefficientsofsoilwasobtainedbasedontheanalyticalsolutionsofvelocityresponseonthearbitrarypointcausedbytransientexcitingforceinthefrictionpilesurroundedbyhomogenoussoils．ThentheaRenuationmleofstresswaveinfrictionpilewasobtmned．Thecharacte

5、risticofthestresswave’Sreflectionandtransmissioncausedbytheimpedancechangeswasresearched．Atlasttherelationshipbetweenthedefectivedegreeofsingledefectioninfrictionpileandtheincidentandreflectedvelocityamplitudesratioatthetopofpilewasestablished．Theshearwavevelocitiesoffivekindsofs

6、oilsusedinthemodeltestsofintegratedpilesweretestedinordertoanalyzethechangingrulebetweenthedampingcoefficientsandtheshearwavevelocitiesconsideringthedampingcoefficientsofthesoilsobtainedfromthemodeltests．Resultsshowedthatthedampingcoefficientsoffivekindsofsoilsincreasedwiththeinc

7、reaseoftheshearwavevelocitiesandthechangingrulewasconsistent；whentheshearwavevelocitieswerelessthan250m／s，thedampingcoefficientsoffivekindsofsoilswereverysimilaraslongastheirshearwavevelocitiesWerethesame；whentheshearwavevelocitiesweremorethan250rals，thedampingcoefficientsoffivek

8、indsofsoilsweresomedifferencewhentheirsh