浅论基桩动测多波传播仿真研究

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1、华中科技大学硕士学位论文基桩动测多波传播仿真研究姓名：李孟强申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王雪峰20070601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以一维纵波理论为基础的应力波反射法，该方法虽然简单易行，但解决问题的能力非常有限，与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。桩中扭转剪切波和弯曲波与纵波相比，不仅传播特性接近，许多方面甚至更胜一筹。本文通过对不同加载方式下桩中多波传播进行三维动态仿真研究，为基桩完整性检测提供了几种新思路。基于应力波理论，本文首

2、先选用有限元分析软件COMSOLMultiphysics，在保证计算精度的前提下，对基桩动测过程中多种应力波的传播特性进行三维动态仿真分析。在此基础上，系统地分析了完整桩和缺陷桩在偏心竖敲、横向敲击和扭转敲击时桩顶的动力响应，并对偏心竖敲实心圆桩和管桩时纵波的接收方式提出了建议，同时给出了竖直桩扭剪波检测时合理的加载方式和接收方式。检测信号在桩身传播过程中受到各种因素的影响，本文详细的分析了各种参数在完整桩检测时对扭剪波信号的影响，并且初步探讨了缺陷桩中缺陷轴向与径向尺寸、缺陷位置等因素对检测信号的影响。最后，论文对纵波扭剪波在桩身的传播特性进行了综

3、合分析，讨论了纵波和扭剪波在桩身传播中的差异，并将仿真结果与工程实例对比，结果表明本论文提出的建议和得出的结论可以用于工程实践。关键词：基桩动测加载方式接收方式纵波扭剪波缺陷I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTAtpresentpileintegritytestingmainlyadoptsthemethodofreflectedstresswavebasedonthetheoryofone-dimensionallongitudinalwave.Thoughthismethodisquiteapplicable,theproblem-solv

4、ingabilityisverylimitedandnotaseffectiveassociallyexpected.Accordingtodifferencesbetweenthemechanismofwavepropagationandthemethodofexciting,stresswaveinthepilecanbedividedintothelongitudinalwave,thetorsionalwaveandthebendingwave.Thetorsionalwaveandthebendingwavearesimilartothel

5、ongitudinalwaveinpropagationcharacteristics,andtheyareevenbetterthanthelongitudinalwaveinmanyotheraspects.Withthe3Ddynamicsimulationresearchonthepilewavepropagationindifferentloadingmethods,somenewideasaboutthepileintegritytestingareputforwardinthispaper.Basedonthestresswavethe

6、ory,inthispaper,thefiniteelementanalysissoftwareCOMSOLMultiphysicswasusedtodothe3Ddynamicsimulationanalysisofthepropagationcharacteristicsofvariousstresswavesproducedintheprocessofrightpiletesting,withthepreconditionofmakingsureofthecalculatingprecisionandefficiency.Baseonthis,

7、thedynamicresponsesatthetopoftheintactandtheanomalouspilesbydifferentmethodsofimpactwasanalyzedsystematically,thesuggestionsaboutthereceivingmethodofthelongitudinalwaveinthecaseofimpactthesolidandpipepileeccentricallyandverticallywereproposed.Inaddition,properloadingandtestingm

8、ethodwasgivenwhenusingtorsionalwavetestingpiles.Forthe