低应变检测省培训孙雪峰

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1、基桩低应变检测厦门市工程检测中心有限公司孙雪峰基桩低应变检测一低应变概念二理论基础三仪器设备四现场检测五结果分析一低应变概念1低应变法：采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。低应变法包括：动力参数法、锤击贯入法、水电效应法、机械阻抗法、共振法、反射波法。一低应变概念低应变分析方法时域分析法瞬态时域分析法（反射波法）频域分析法瞬态频域分析法机械阻抗法瞬态机械阻抗法稳态机械阻抗法一低应变概念低应变桩身应变量：一般小于0.01‰，桩-土系统处于

2、弹性状态。一低应变概念桩身完整性：①桩身截面尺寸相对变化②桩身材料密实性③桩身材料连续性。桩身缺陷：使桩身完整性恶化，在一定程度上引起桩身结构强度和耐久性降低的桩身断裂、裂缝、夹泥（杂物）、空洞、蜂窝、松散等现象的统称。桩身缺陷指标：位置、类型（性质）和程度。一低应变概念低强度桩：在复合地基中，采用刚性桩或半刚性桩设计的桩身强度为8～15MPa的有粘结强度增强体成为低强度桩。（《建筑地基检测技术规程》DBJ/T13－146－2012）二理论基础测试原理：在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面(如桩底

3、、断桩和严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩径或扩径）部位，将产生反射波。经接收放大、滤波和数据处理，可识别来自不同部位的反射信息，从而判定桩身完整性情况。二理论基础一维线弹性杆件模型（材质均匀、截面恒定、弹性杆面积A弹模E密度ρ波速c）理论基础是一维波动理论二理论基础桩截面变化情况桩截面变化处平衡相容条件：位移连续条件力连续条件速度连续条件应力应变关系Z1↓↓Fb↑↓↓Z2↑VbVaFaVcFc二理论基础公式1E＝ρC2公式2Z＝EA/C＝ρCA公式3F＝±Zv公式4v＝±cεv：质点运动速度，注意和c不同c：波速ρ：密度A：截面积E

4、：弹性模量Z：声阻抗F：截面力ε：应变±：对应下、上行波二理论基础a=Z2/Z1反射波力Fb＝Fa(a-1)/(a+1)透射波力Fc=Fa*2a/(a+1)反射波速度vb=-va(a-1)/(a+1)透射波速度vc=va*2a/(a+1)二理论基础a＝1，则不存在突变，也无反射波。a＞1时，相当于扩径，为反相反射。a＜1时，相当于缩径，为同相反射。a为无穷大，相当于固定端，反射波使固定端处力值加倍，速度为零。a为0，相当于自由端，反射波使自由端处速度值加倍，力值为零。二理论基础低应变法适用性：1受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波

5、长与桩的横向尺寸之比均宜大于5；对薄壁钢管桩和类似于H型钢桩的异型桩，低应变方法不适用。2不能给出桩身纵向裂缝、较深部缺陷方位3低应变法对桩身缺陷程度只作定性判定4一般不区分缺陷类型5测不到桩底反射信号，无法判定整根桩的完整性。应通过现场试验，依据能否识别桩底反射信号，确定该方法是否适用。二理论基础例题：1已知密度ρ、波速c、截面积A，求弹模E，阻抗Z（E＝ρC2，Z＝ρCA）2已知波速c、振动频率f，求波长λ。（λ＝c/f）3透射波、反射波计算。（公式）思考：对砼桩而言，波速和质点振动速度相比哪个大？三仪器设备在检定期内使用环境条件符合

6、设备要求（包括温度、湿度、电压波动、电磁干扰、振动冲击等）注意交流电50Hz干扰，尽量选择直流电源。电磁干扰：长导线布置影响。三仪器设备动测仪：应在《基桩动测仪》JG/T3055－19992级标准以上：采样频率：≥20kHzA/D转换：≥12位采样点数：≥1024频率响应：3～3000Hz内幅频误差≤±5％，2～5000Hz内幅频误差≤±10％幅值非线性：≤5％传感器安装谐振频率：≥10kHz三仪器设备传感器：将非电量转化为电量，指标：灵敏度，线性度，频响，迟滞，重复性等一般采用压电式加速度传感器压电传感器优点：体积小、重量轻、结构坚固、

7、频带宽、稳定性好、适应场合广三仪器设备激振设备：瞬态激振设备：手锤和力棒脉冲宽窄：锤越重，锤头或锤垫材料越软，力脉冲作用时间越长，表现为宽脉冲，反之则为窄脉冲。锤头材料依软硬不同依次为：钢、铝、尼龙、硬塑料、聚四氟乙烯、硬橡胶等。锤垫：一般用1～2mm厚薄层加筋或不加筋橡胶带。稳态激振设备：主要由电磁式激振器、信号发生器、功率放大器和悬挂装置等组成。要求激振器出力在5～1500Hz频率范围内恒定，常用的电磁激振器出力为100N或200N，有条件时可选用出力400～600N的激振器。思考：激振能量大小影响衰减快慢？影响传播远近？三仪器设备钟

8、形力脉冲及其频谱fH≈2000/TpTp:力脉冲宽度,msfH:高端截止频率,Hz*一般情况下，瞬态激振力谱宽可以提高速度响应的测量精度。思考：铁锤、尼龙锤、硬橡胶锤力信号频谱哪个最宽？例题：