纵波扭剪波综合法数值分析

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1、分类号学号642400200672694学校代码10487密级硕士学位论文纵波扭剪波综合法数值分析学位申请人吴：娟学科专业：岩土工程指导教师：王雪峰教授答辩日期：2008年6月4日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringNumericalAnalysisontheSynthesisAnalysisofLongitudinalWaveandTorsionalWaveCandidate:WuJuanMajor:GeotechnicalEngine

2、eringSupervisor:Prof.WangXue-fengHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan,Hubei,P.R.ChinaJune,2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：吴娟日期：2008年6月2日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解

3、学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□√。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：吴娟指导教师签名：王雪峰日期：2008年6月2日日期：2008年6月2日华中科技大学硕士学位论文摘要基桩完整性检测目前主要使用应力波反射波法。该方法以经典的一维纵波理论为基础，虽然简单易行，但解决问题的能力非常有限，与

4、社会期望值存在较大差异。根据传播机理和激振方式的不同，桩中传播的应力波可分为纵波、扭转剪切波和弯曲波三类。扭剪波在桩身的传播特性与不仅与纵波接近，而且许多方面甚至更胜一筹。理论上引入纵波扭剪波综合法，可提供桩土耦合系数，形状因子等更多参数，在对各种缺陷的定量分析中有着广阔的应用前景。基于应力波理论，本文选用有限元分析软件COMSOLMultiphysics，在考虑桩周土体作用下，对基桩动测过程中纵波扭剪波的传播特性进行三维动态仿真分析。首先，系统地分析了在桩周土体作用下，完整桩在中心敲击、扭剪敲击和偏心敲击时桩顶的纵波扭剪波速度信号，并分析讨论了完整桩中桩长、桩径、桩测土

5、阻尼系数和刚度系数等桩土参数对桩顶纵波扭剪波速度信号的影响。其次，进一步分析了缺陷桩中纵波扭剪速度信号，比较了缺陷桩中缺陷位置、缺陷轴向变化和径向尺寸变化等因素对纵波扭剪速度信号的影响，并且分析讨论了形状因子对扭剪波在缺陷桩中传播特性的影响。最后，论文对纵波扭剪波在桩身的传播特性进行了分析比较，并将仿真结果与工程实例对比，证实了纵波扭转波综合分析方法的合理性和可行性。关键词：基桩动测应力波土参数形状因子纵波扭剪波综合法I华中科技大学硕士学位论文AbstractAtpresent,thereflectionwavemethodisamajorsolutionforthePI

6、T(PileIntegrityTesting),whichisbasedontheone-dimensionallongitudinalwavetheory.Thoughthismethodisquiteapplicable,theproblem-solvingabilityisverylimitedandnotaseffectiveassociallyexpected.Accordingtodifferencesbetweenthemechanismofwavepropagationandthemethodofexciting,stresswaveinthepileca

7、nbedividedintothelongitudinalwave,thetorsionalwaveandthebendingwave.Thepropagationcharacteristicoftorsionalwavealongpileissimilartothatofthelongitudinalwave,andevenmoreelevatedinmanyaspects.Thereforeonthetheoreticallevel,byprovidingmoreparameters,suchasthecouplingfa