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《不同桩型低应变激振方式的技术探讨.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第3卷第8期岩土工程界勘察测试与分析不同桩型低应变激振方式的技术探讨12郑金伙,华传本(1.东莞市建设工程质量安全监督站,东莞511700;2.潮州市建筑工程质量检测站,潮州521000)[摘要]通过分析应力波传播及其能量衰减的影响因素,和不同桩型的桩—土作用机理,结合大量实际检测资料的对比分析,探讨低应变动测选取激振方式的重要性。[关键词]低应变动测激振方式桩土阻力ncfn=(n=0,1,2⋯)(5)1桩顶瞬态激励机理2L3)底部介於上述两种情况之间,1.1激励脉冲理想单位脉冲力其频率从0至∞频域内都含能f=2c+c·1·arctg1(n=0,1,
2、2⋯)(6)n2L2Lπλ量。测试信号中的主振频率与激振方式、激振能量、接0≤λ≤∞受传感器特性、仪器的信号传输特性、传感器的接收方综上所述,对于低应变验桩,检测人员必须根据具式及耦合方法密切相关。一般情况下,激励的脉冲宽体桩型、地质状况,考虑选择相适应的频率、能量激振体度是有限的,频域越宽能量分布越分散,频域越窄其能系,提高信噪比,较灵敏地反映桩身变阻抗的缺陷体现。量则越为集中。1.2冲击频率特性与桩纵向弹性振动频响特性的匹配2激振能量、应力波传播和反射波拾取的影低应变检测中,由于锤重与锤头材质的因素,激发响因素出不同频带、不同能量的质点振动波谱。
3、一般来讲,轻2.1激振锤质量大小和材质的不同对测试的影响质刚度大的锤头激发出的频带宽,高频成份丰富,其脉从物理上分析,桩的弹性模量比桩周土大得多,对冲宽度小于1.5ms,对桩身浅部缺陷的反应较为灵敏,应力波传播造成一种波导效应,大部分沿桩身传播。重锤所激发出的能量大,低频丰富,穿透能力较强,对应力波越集中,其传播距离越大。从最小能量原理观大直径长桩的深部缺陷反映较灵敏,激发出的脉冲宽点出发,大直径桩与小直径桩相比,存在较严重的能量度可达3.0ms～4.0ms。耗散现象,传播距离应该小些。冲击的频率特性与桩纵向振动的频响特性,以及锤的质量较大时,其激振
4、所产生的能量较大,能量测量系统的频率特性的匹配,在低应变验桩技术中至相对集中于低频段,桩顶(浅部)易产生局部振荡干扰,关重要。描述应力波传播的波动方程也是描述弹性杆往往掩盖浅部缺陷信息,不利于浅部缺陷的检测,但由振动的方程:于频率相对偏低,对深部缺陷的检测却较为有利;锤的22u2u=c·f(x,t)22质量小,激发的能量小且频率高,在波传播过程中或桩tx侧土的影响下很快被吸收,不利于对桩深部信息的拾其二次方程的通解为取,但对桩顶(浅部)缺陷的识别却是很有利的。u(x,t)=f(x-ct)+f(x+ct)锤的材质刚度小时,敲击砼耦合所激发的能量其在波动
5、分析中可解释为下行波和上行波。若用分离变频率相对较低,在传播过程中衰减相对较慢,有利于对量法可求方程(1)在特定边界条件和初始条件下的级桩深部或桩底信息的拾取,锤的材质刚度大时则反之。数解,即杆件纵向弹性振动可分解为各阶振动的和:∞2.2桩土阻尼和持力层对激发能量的影响ωnxu(x,t)=∑cosc(Asinωnt+Bcosωnt)(3)桩土阻尼包括桩身粘滞阻尼和土阻尼造成的外阻n=1不同的边界条件其固有频率ωn不同。尼,外荷载作用越大,这两种阻尼作用就越明显。1)底部固定,当x=L,u=0(速度为零),其共同作用则使应力波能量耗散增加,故有时即使用
6、大能量激振,在大阻尼情况下也难以得到桩底反nccfn=+(n=0,1,2⋯)(4)2L4L射信号。2)端部自由,当x=0=L,u/x=0(应力为零),当桩的砼强度与持力层基岩的强度相近(且清孔[收稿日期]2000-06-01;[责任编辑]王延忠。35勘察测试与分析GEOTECHNICALENGINEERINGWORLD2000年8月较好)时,加上嵌岩的影响,桩底接触面没有明显波阻承载力质量问题。抗差异,导致产生的反射波信号极其微弱而无法在桩顶拾取。4实例分析在实际检测工作中,经常会遇到桩不长的情况,找4.1钻孔灌注桩不到桩底反射或深部缺陷反射信号,就
7、是由于桩侧土例一:常平某广场,桩侧土阻力较小,桩底持力层阻力和桩底面没有明显波阻抗差异的影响,影响主要为中风化花岗岩,地层自上至下分布情况为①素填土,是前者,因为低应变测试其能量的频率相对较高,对裂厚约3.1m;②淤泥,厚约5.2m;③细砂,厚约1.4m;缝较为敏感,但高频成份在传播过程中易于衰减耗散。④砾砂,厚约6.6m;⑤砂质粘性土,厚约8.0m;⑥强2.3桩头砼强度对激发能量的影响风化花岗岩,厚约5.5m;⑦中风化花岗岩,钻透厚度如果桩浅部或桩顶面较软,在激振锤与桩顶面砼超过2.0m。#瞬间作用时,激振频率会与压力影响区的固有频率产1)119桩
8、:桩径1.6m,桩长18.3m,砼强度C30。生共振,导致出现平滑衰减振动。测试曲线为一低频该桩采用手锤激发
