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《低应变反射波法检测桩完整性的局限性及对策》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、建材世界2014年第35卷S1doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2014.S1.037低应变反射波法检测桩完整性的局限性及对策于德国,张彬,郝志利(盘锦职业技术学院建筑与海洋工程系,盘锦124010)摘要:利用低应变反射波法来检测桩身完整性,在工程桩测试实践中虽已有较成熟的技术经验,但实际效果还是十分理想。根据低应变反射波法的基本原理,对其局限性进行分析具有重要的意义。关键词:低应变;反射波;完整性;局限性LowStrainReflectedWavewasDetectedPileIntegrityoftheLimitationsandCountermeasures
2、YUDe-guo,ZHANGBin,HAOZhi-li(ArchitectureandMarineEngineeringDepartmentPanjinVocationalandTechnicalCollege,Panjin124010,China)Abstract:Theuseoflowstrainreflectedwavemethodtodetecttheintegrityofthepile,thepiletestworksinprac-tice,thoughamorematuretechnologyexperience,buttheactualeffectisfarfromidea
3、l.Accordingtothebasicprinc-iplesoflowstrainreflectedtoanalysisitslimitationshasgreatsignificance.Keywords:lowstrain;reflectedwave;integrity;limitations低应变反射波法现已普遍应用于桩身混凝土的完整性检测,来判别桩身存在的缺陷以及缺陷具体的情况。经过多年的发展,现已形成了一套比较完善的理论,并且广泛的应用于工程之中。由于地质条件的原因,尤其是现在高层建筑越来越多,因此工程桩在我国的建筑行业应用广泛。但是由于受到各种因素和条件的制约,桩基的质量
4、同样也不可能都达到设计预期的要求,不可避免的将会存在各种各样的缺陷。尤其是对于钻孔灌注桩,由于整个过程都在地下完成,因此可能出现夹泥、离析、扩颈、缩径,甚至断桩等问题。因此,在工程的实际检测中,利用测得低应变反射波信号来准确地判断桩身缺陷,消除工程隐患,对基桩的质量评定,乃至整个工程的质量评定都是至关重要的。伴随着低应变检测方法的普及,在工程应用中也经常出现误判,以至于人们对于此检测方法的准确性及可靠性提出质疑。为此,该文将根据低应变反射波法测缺陷桩工作原理,来分析低应变反射波法的局限性及解决办法,为实际检测提供参考。1反射波法的基本原理低应变反射波法的基本原理,是在桩顶部位施加一个向下
5、的竖向激振力,产生的弹性波将会沿着桩身向下传播,如果桩身中存在波阻抗差异显著变化的界面,例如断桩、桩底和严重离析等情况,或者桩身的截面面积发生变化处,例如缩颈或扩颈等情况,一部分波将透过这些部位继续向下传递,同时将会有一部分波产生反射,反射波经接收、放大、滤波和数据处理的过程,可以用来识别不同缺陷部位的信息。通过对于反射回来的信息进行分析计算,就可以判别桩身的缺陷类型,程度以及位置等。截取桩身的某段做为一个分析单元,那么它的介质密度、横截面积、纵波波速以及弹性模量分别用ρ、A、c、E表示,令Z=ρcA=EA/c式中,Z为广义波阻抗,Ns/m;ρ为桩身混凝土密度,kg/m3;c为纵波在混凝
6、土桩身中的传播速度,m/s;A为桩身的横截面面积,m2;E为桩身混凝土的弹性模量,N/m2。99建材世界2014年第35卷S1当缺陷桩的几何尺寸或材料的物理性质发生改变时,ρ、c、A相应的也将发生变化,其变化发生处的截面称为阻抗截面。可以将波阻抗的比值用公式表示为z2ρ2c2A2n==z1ρ1c1A1式中,n为波阻抗比。在缺陷桩顶部施加一个竖向激振力后,将会产生压缩波,以波速c沿缺陷桩身向下传播。当入射波遇到波阻抗界面时,就会产生反射波。根据应力波理论,只要这两种介质在波阻抗界面处始终保持接触状态,那么根据连续条件和牛顿第三定律,在界面上两侧的质点速度以及应力均应相等。v1+vR=vTA
7、1(σ1+σR)=A2σT根据波阵面动量守恒条件得σ1σRσT-=ρ1c1ρ1c1ρ2c2z1(v1-vR)=z2vT联立求解可得σR=σ1[(z2-z1)/(z2+z1)]=Rσ1σT=σ1[2z2/(z2+z1)]=Tσ1vR=-v1[(z2-z1)/(z2+z1)]=-Rσ1vT=v1[2z2/(z2+z1)]=nTσ1其中vRn-1R==-v11+nvT2T==v11+n式中,R为反射系数;T为透射系数。2低应变反射波法目前
