高应变拟合软件说明书.doc

PSP_WAP软件安装(1) 开机前将USB软件狗插到计算机USB接口，安装软件狗驱动程序Instdrv；(2) 点击高应变拟合安装程序PspWapSetup，便可对软件进行安装，安装过程同低应变拟合软件；(3) 安装完毕后会在桌面上生成PSP-WAP快捷方式，软件运行后，会在C盘根目录下生成psp. Pil、psp. Sol以及WapFrmSize这两个文件，它们分别用来保存设置的桩传感器灵敏度系数沿桩身分层土性参数及程序各窗口尺寸。若文件被删除，则参数会按缺省设置。PSP_WAP功能简介PSP_WAP主菜单有：文件、信号处理、CASE法分析、桩土模型、拟合分析、帮助。(1)文件：打开：用于读取实测数据文件、CASE法计算结果(*.CAS)及拟合结果文件(*.RES)。实测数据文件的格式有FD掌上宝系列(*.DAT)、岩海RS系列（*.113;*.165）、PAK(3.0) (*.000)、平岱公司(*.Q00)及RSM24CASE(*.RSM)。若要打开的文件名已存在于该菜单的文件栏中，点击文件栏文件也可将文件读出。存盘：存储CASE结果及拟合分析结果。打印机设置：用于打印机选择及打印纸尺寸大小选择，一个新的打印设备在使用之前必须安装打印驱动程序，建议用A4纸。CASE法结果打印：打印CASE计算结果。拟合结果图表打印：打印拟合结果图及相应的数据表。拟合结果图打印：只打印拟合结果图。CAPWAP/C结果表打印：将拟合结果以CAPWAP/C格式输出。退出：退出PSP-WAP分析软件，并将调整后的窗口尺寸存储到文件WapFrmSize。(2)信号处理：主要是从九种不同组合的波形中挑选一个最佳的组合，并由实测信号确定波速；对实测信号进行校正；对信号进行放大等处理。(3)CASE法分析：最大阻尼系数法(RSP)：提供最大阻尼系数法(RSP)得到的CASE结果。最大阻力法(RMX)：提供最大阻力法(RMX)得到的CASE结果。卸载法(RSU)：提供卸载法(RSU)得到的CASE结果。CASE阻尼系数推荐值：不同土性CASE阻尼系数推荐值及不同阻尼系数CASE法计算的Rs(t)CASE法计算结果预览：预览由以上三种方法中任一方法得到的CASE结果。(4)桩土模型：桩侧Smith模型：桩侧桩土相互作用采用Smith模型（推荐使用）。桩侧改进模型：桩侧桩土相互作用采用改进模型。桩底Smith模型：桩底桩土相互作用采用Smith模型（推荐使用）桩底改进模型：桩底桩土相互作用采用改进模型。(5)拟合分析：通过自动或人工干预的方法对波形进行拟合分析进而确定有关的桩土参数。(6)帮助：程序中有关操作也可通过帮助文件来了解。测试信号分析1、参数设置PSP-WAP运行后，出现程序首页：图II-1 PSP_WAP 首页点击后出现程序主界面，从文件子菜单中打开数据文件，见图II-2。先选择正确的目录和文件扩展名，然后从中选定待分析数据文件，见图II-3。图II-2 PSP_WAP主界面图II-3 选择文件类型及文件文件确认后，便会出现文件有关参数设置，见图II-4、II-5。桩有圆桩、方桩两种类型。圆桩有灌注桩（实心）、管桩两种，当内径设置为零时，表示实心桩，设置成非零值表示管桩的内径，外径、内径均指传感器的安装位置截面内外直径。对方桩，需输入截面长、宽尺寸。桩长是指从桩顶面至桩底面的长度。有效桩长是指传感器的安装面到桩底面的长度，在实际分析中用的就是有效长度。阻尼比表示桩体材料阻尼，材料刚度越低，阻尼比越大，由于阻尼比难以试验确定，在一般情况设置为零或0.02。波速值由后面的F、ZV波形或上、下行波来确定，在该处可以不设置。一般混凝土桩，桩体密度为2400kg/m32500kg/m3之间，钢桩则密度为7850 kg/m3左右。加速度灵敏度按传感器的标定书上输入，注意加速度计灵敏系数为pc/g，若标定单位为pc/m/s2，则应在该值上再乘以一个9.81。应变计灵敏系数按标定书上该型号仪器值输入。 图II-4圆桩参数输入 图II-5方桩参数输入2、 波形选择参数确认之后，左上角为当前分析的波形，下方为4条波形九种组合，缺损的分析波形为平均得力波形及质点速度波形，见图II-6。图II-6 波形数据的九种组合假设传感器的一侧称作“1”，另一侧称作“2”，则信号组合有以下几种V1F1、V1F2、V1(F1+F2)/2；V2F1、V2F2、V2(F1+F2)/2；(V1 +V2)/2F1、(V1 +V2)/2F2、(V1 +V2)/2(F1+F2)/2。注意这九种组合只针对*.DAT或*.RSM数据格式，其它格式如*.000，因存储的结果已经是平均速度和平均力，也就是没有其它选择，但为了程序的美观，仍给出九种相同的组合。为了消除锤击过程不对中造成的一边受拉一边受压的影响，一般应选择平均速度和平均力。但在实际中，我们可能会碰到，因实验安装或其它无法抗拒的原因，一侧信号很差，甚至没有，而另一侧实测信号却较好；或者一侧只有一道信号质量较高，采用平均的方法无疑是不合理的，因为平均只能修正一边受拉或一边受压的影响。在桩锤对心碰撞情况下，两侧实测信号应比较接近，选择一侧F、V曲线作为分析曲线或两侧信号不同组合是可行的。点击某一组合波形，该波形便会在分析框中。波形的选择应参考以下的几个方面因素：(1) 力和速度波形起跃时间应一致，时间上不应有滞后现象。若波形有滞后现象可能是传感器安装位置混凝土比较疏松或者力传感器安装公差较大；或与桩面耦合不紧所致。若时间上有微小的滞后现象可以通过水平滚动条来修正。(2) 波形起跃应较陡，这有利于用峰值或上、下行波的下降沿及上升沿来判断波速，波速的偏差无论是对CASE法分析，还是拟合分析都会带来较大的误差。波形起跃很缓，可能是锤垫不合适，用沙子作垫层可以提高应力均匀分布程度，特别是沙层较厚时不利于波形起跃，同时它也不利于延长锤击持续时间。除了沙层导致波形起跃过缓外，传感器与桩体的耦合程度，安装处混凝土是否密实，也会导致起跃缓慢，这是因为混凝土密实程度差，相应该处的弹模较小，要作较大的变形才会达到最大受力。(3) 波形上升沿应基本是重合的，且F与ZV的峰值基本上接近，这是因为桩端地表土层阻力不是很大，因而上行应力波也较小，此外，波形起跃陡峭，达到最大峰值时间很短，应力波传播距离不大，累积的土阻力也不大，这样，F与ZV的峰值基本接近。上升沿不重合，F与ZV的峰值相差较大，或ZV曲线在F曲线之上，有可能：(a) 在传感器安装截面以下不远处有变波阻抗，若遇到缩颈，ZV曲线将偏高，若遇到扩径，力曲线将偏高；(b) 速度计安装处与力传感器安装处弹模区别较大，或耦合不好；(c) 传感器安装的位置距锤击面太近，导致安装面的应力波非平面波；(d) 由于F、ZV幅值与波速C有关，因此，波速C的误差也会导致F、ZV的幅值误差；(e) 正如前面指出的那样，当某道信号严重失真时，用平均方法也会导致F、ZV幅值误差。在桩底反射波到达之前时间段，若桩身没有阻抗缩小产生拉力波，F曲线一般在ZV曲线之上。将光标移至待选择的波形区域，点击，在分析波形显示区域就会显示该选择的波形组合，同时给出该波形的最大冲击力、质点速度、最大位移及自动判读的完整性系数。Fmax、Vmax、Smax：分别为该波形的最大冲击力、质点速度和最大位移。F、V、T、X：分别表示光标停留处力值、速度值、时间值以及对应的截面位置（以入射波初始点为基点）。Lp、AP、Vp：分别表示有效桩长、有效截面积及纵波速。Rsk：为F(t)与ZV(t)的差值。CASEJc、Rs：仅在CASE分析才有显示，它表示CASE阻尼系数及CASE阻力。竖向滚动条：两个竖向滚动条的滚动杆与最大力峰值和ZVmax的峰值相对应的。当两者峰值相等时，滚动条的滚动杆所处的水平位置应是平行的。水平滚动条：用于校正F、V在时间上不同步的误差。信号处理：对信号进行滤波、归零等处理，详见信号处理部分。PDA格式：将处理后的波形存储成PDA（*.000）格式，见图II-7。图II-7 数据存储成PDA格式文件3、 波速及异常反射分析将光标移到在分析波形框内，按鼠标右健会弹出一些波形分析菜单，见图II-8。初始点：在已知桩长之后，根据冲击力波或速度波的起跳点或峰点与桩底反射波的起跳点或峰点时间差可以确定桩混凝土平均纵波速。将光标移到起跳点、峰点按鼠标右键、弹出菜单，选定初始点。若采用峰、峰来确定波速，由于软件对第一个峰点时间已有判断，可不选择初始点。图II-8波速及异常反射分析界面定波速：这是在已知有效桩长的情况下，由入射波与反射波时差来预估波速。在右上角输入已知有效桩长，点击一下Lp使其背景色为蓝色，这时就会在右边左下角显示Vp=*，当光标移到桩底反射波峰点（若初始点定为入射波起点，光标应移到桩底反射波起点），按鼠标右键，选择弹出菜单中的定波速，可得到桩身混凝土的平均纵波速，右上角的Vp值也随着改变，见图II-9。图II-9波速分析定桩长：这是在已知桩身混凝土平均纵波速的情况下，由入射波与的反射波时差来预估桩长。具体作法是：在右上角Vp的文本框中输入预估的纵波速，然后点击一下Vp，使其背景色为蓝色，这时，就会在右边左下角显示X=*；Lp=*，X表示当前光标对应的时间计算得到的位置，Lp表示若光标为桩底反射得到的桩长，若以入射波起始点为基点，则X=Lp，若以入射波峰点为基点，则XLp。当光标移到桩底反射波峰点（若初始点定为入射波起点，光标应移到桩底反射波起点），按鼠标右键，选择弹出菜单中定桩长，便可得到预估的桩长值，右上角Lp的值随着变动，见图II-10。注意反射波特征点的选取必须与入射波特征点相对应，即起点对应起点，峰点对应峰点。图II-10 桩长分析异常波起点、异常波峰点：根据高应变的F、ZV波形的异常来确定阻抗变化的位置及程度，正如前面所述的那样，当波阻抗变小，会反射拉应力波，与桩端F迭加后，F变小，质点速度增加；当波阻抗增大，会反射压应力波，F增大，ZV减小。根据波形这些特征，将光标移至反射波的起点，按鼠标右键，弹出菜单，选择异常波起点，见图II-11。然后将光标移至反射波峰点，按鼠标右键，弹出菜单，选择异常波峰点，这时会在右边一个文本框显示该异常的位置及其程度，见图II-12。图II-11异常反射波起点判断图II-12异常反射波峰点判断异常点取消：取消前面的异常波起点、峰点设置。F、ZV曲线、上下行波曲线、位移曲线：可以分别给出这三种曲线，位移曲线见图II-13。图II-13位移曲线指数放大：对F、ZV曲线或上、下行波曲线进行指数放大。还原：将放大的曲线还原为正常。当选择上、下行波，在桩长或波速已知的情况下便可用上下行波的方法确定桩体材料的平均纵波速或桩长。纵波速是根据下行波的上升沿与上行波的下降沿时间差及桩长来确定波速的。将光标移至下行波的上升沿然后按鼠标右键弹出菜单，选择上升沿，见图II-14；将光标移至上行波的下降沿然后按鼠标右键弹出菜单，选择下降沿，便可确定波速，见图II-15。在波速已知的情况下，将光标移至上行波的下降沿然后按鼠标右键弹出菜单，选择定桩长，便可确定桩长。图II-14 下行波上升沿图II-15 上行波下降沿原始信号预处理点击原始信号按钮，便可得到两道由实测加速度积分得到速度曲线、位移曲线及两道由应变值计算的冲击力曲线，前两道为对称两侧实测的速度曲线及其积分后得到的位移曲线，后两道由应变值计算的冲击力曲线，见图II-16。点击某道波形，便可在下面的文本框中得到该道波形的有关参数。如：点击速度波形可以得到该道最大质点速度，最大质点位移及永久位移值；点击力波形可以得到最大冲击力、最大应变值及弹模值。在对波形处理之前，点击波形框，该窗口的波形被选择为待处理的波形。低通滤波：可以滤去信号中的高频干扰信号，低通滤波频率一般在1000Hz以下。高通滤波：可以消除信号中低频漂移。高通滤波频率一般在5Hz左右，但不应超过10Hz。信号滤波：点击确定按钮，便可对选定的波形滤波，确定按钮操作一次便可对波形进行一次滤波，在同样滤波频率下一般可进行多次滤波。数据还原：恢复至滤波前的原始状态。返回：退出原始信号处理，进入主界面。按鼠标键会弹出如下子菜单：反相：改变该波形的相位，PSP-WAP在读波形时，将相位统一为正相，除非特殊情况，一般勿需反相操作。归零：将光标停留处波形归零，可在多个位置处进行归零处理。上移：将波形整体上移。下移：将波形整体下移。上旋：以波形的起点为零点，将波形向上旋转。下旋：以波形的起点为零点，将波形向下旋转。当波形出现以下一些情况时，要对波进行处理：(1) 力信号不归零，可能是由仪器的零飘或桥路最初输出不为零造成的；也可能是由安装、锤击造成的。具体的讲，在后一种情况下，力传感器最终处于受压或受拉状态。受压常见于安装位置的混凝土质量低劣，锤击后产生不可恢复的压缩变形；受拉常见于安装位置的混凝土在锤击作用下出现微细裂纹。力传感器安装压力不足，在传力过程中产生相对位置的错动；或者力传感器严重超载，本身产生局部的塑性变形。当然若不归零程度较严重，需找出原因，重新试验。(2) 永久位移为负值，桩在锤击后应有一定沉降位移，沉降位移可能很小，但决不会为负值，也不会上翅。位移曲线是根据速度曲线一次积分而来，是加速度曲线二次积分来。由于加速度信号存在飘移及干扰，由加速度积分成速度都要作积分修正，如平移，旋转等，或按最小二乘法来修正飘移，这种校正是由计算机来完成的，但在由速度曲线计算位移曲线则不应修正。因此，从位移曲线可以了解速度曲线的修正效果，若位移曲线最终位移为负，应通过平移，旋转等人工方法对速度曲线进行再一次校正。(3) 信号有高频干扰。在实验过程中，若传感器与桩体侧面耦合不紧，容易迭加高频振荡，此外，桩面不平整，钢筋凸出都会在撞击过程产生应力集中，这样会在信号上产生杂波。信号处理完毕后，返回进入主界面，对处理后波形组合进行重新选择。 图II-16 原始信号处理CASE分析阻尼系数法(RSP)、最大阻力法(RMX)、卸载法(RSU)是目前CASE计算最常用的三种方法，每种方法都有其适用范围。在CASE Jc中输入值，便可得到CASE法计算的静阻力。图II-17 CASE分析建议的CASE阻尼系数：给出一些土性的CASE系数建议值。在Jc中输入不同的Jc值，可以得到一组颜色不同的Rs(t)曲线，每种颜色的Rs (t)曲线Jc值用该颜色为背景色的框中数据表示，重置取消前面的设置的Jc值，见图II-18。图II-18 CASE阻尼系数由于CASE阻尼系数的选取很难掌握，PDI公司提出了一种自动计算方法(RAU)，该方法不用选取Jc值。对于侧摩较小的桩，当桩底质点速度为零时，无论如何选择Jc值，其计算阻力是不变化。利用当桩底质点速度为零时承载力与Jc无关这一点，也可以估算桩侧摩阻较小桩RSP法Jc值。因为在桩底反射波之后一大，桩底质点速度较小且趋近零，因此与这段时间相对应的Rs(t)应是“较平坦段”。选择不同的Jc值，开始对应的一段Rs与速度变化类似，它是由速度影响而致，当Jc的选择使开始阶段就出现较平埋，说明的Jc值的选取可以有效地消除速度的影响，此时的Jc值是最佳的。见图II-19。图II-19 用Rs(t)曲线确定侧阻较小桩的Jc值输入不同的Jc值，通过对Rs(t)的比较，若Jc的值计算的Rs(t)开始阶段与“较平坦段”比较接近，则该处的Jc值是最佳选择。CASE法的完整性描述会作为CASE法结果的一部分输出，用户可用Windows中提供的汉字输入法对CASE法完整性描述进行修改。CASE法结果预览：可以浏览CASE法结果及相关信息，包括最大冲击力、质点速度、位移、实测F、ZV曲线、上下行波曲线，F-ZV(t)曲线以及位移曲线，见图II-20。这些结果可以存在图片文件，也可用文件子菜单中存盘存成扩展名为CAS的CASE结果格式，输入文件名不能带扩展名.CAS，见图II-21。图II-20 CASE结果预览 图II-21 CASE结果存储波形拟合分析1、主要功能利用人工设置参数或优化方法，由实测力计算质点速度与实测质点速度比较或由实测速度计算力与实测力比较来确定最终桩土参数。点出主菜单中拟合分析进入拟合分析界面中见图II-22 图II-22拟合分析界面命令操作有：拟合设置、人工拟合(自动拟合)、终止计算、截面参数、拟合结果预览、结果暂存。拟合设置：可以对拟合过程中有关参数设置约束限制，约束条件可以来自场地勘探报告中土质分层，也可以来自该场地的荷载试验。除了人为设置约束限制，也可以利用软件中的专家系统，专家系统是利用一些普遍公认可的东西作为结果约束、筛选依据。如总的阻力不应大于最大冲击力；持力层侧阻力一般高于其它层；非持力层单位侧阻一般情况下不会超过100等等。但是对一些特殊地层、特殊桩体，专家系统可能是无能为力的，甚至起负作用，在这些情况下应人为输入有关信息。此外，还可选择拟合项、权系数以及拟合区域，具体操作见拟合设置。人工拟合(自动拟合)：人为设置参数后，对此按钮操作可以得到计算曲线与实测曲线比较。通过拟合设置可以将人工拟合按钮切换成自动拟合，点击一下可进行自动拟合，拟合时文本框Rs、Rt、Rsum数值在变化，Rs代表侧阻力，Rt代表端阻力，Rsum表示总阻力，Rt/A表示单位面积端阻力值。表格中No.、 Depth、 Dia、RL、Ru/RL、 QL、Qu/QL、Js、Rs、Sum_R分别表示单元序号、单元底面深度、单元等效桩径、单元加载阻力、单元卸载阻力与加载阻力比值、单元加载弹限、单元卸载弹限与加载弹限比值、单元侧阻力、累积侧阻力。鼠标点击Dia、RL、 Ru/RL、QL、Qu/QL、Js可了解拟合后的该参数随单元变化或参数分布示意图（显示在自上而下第二个图片窗中）。终止计算：主要用于自动拟合过程。当波形匹配程度及桩土参数比较满意，可强行终止计算，或者通过终止计算将自动拟合按钮切换至人工拟合。拟合结果预览：可以浏览拟合后实测曲线、计算曲线、P-S曲线、摩阻力分布及荷载传递曲线。拟合结果可以有储成图片文件。截面参数：截面参数界面见图II-23。截面参数包括截面作用力、截面质点速度及位移。它可以通过F(t)、侧阻力、波阻抗计算也可以通过V(t)、侧阻力、波阻抗计算，也即截面参数只能利用实测力和质点速度中一个来计算，因为在侧阻力已知情况下，由F(t)可以确定V(t)，由V(t)可以确定F(t)，F(t)、V(t)、侧阻力只有二个参数是独立的。当侧阻力与实际有差别时，由F(t)计算的截面参数与V(t)计算的截面参数是不同的。截面的位置可以通过右边的竖直滚动条来控制，最上点对应于测试面，最下点对应于桩底，滚动条的位置可以由其右侧的文本框显示，每移动一下滚动条就会显示该截面的F(t)、V(t)、S(t)曲线，并在右上角给出该截面的序号、截面位置最大作用力、质点速度、位移，序号框的底色与曲线颜色相对应，表示该序号栏的有关参数与该颜色的曲线对应。一般可以显示5个截面参数。重置可以清除屏幕显示的曲线及参数。返回进入拟合分析界面。图II-23 不同截面F(t)、V(t)、S(t)曲线结果暂存：将一组波形不同的分析结果暂时存储起来，按计算结果的先后，用15序号来表示存储结果，相应的序号给出侧阻力、端承力、端承力/总阻力之比，拟合质量数。暂存的结果并没有以数据文件形式保存，一旦退出拟合分析状态，结果便不存在。点击序号，序号框底变蓝，可以显示该次拟合详细结果，见图II-24。图II-24 拟合结果暂存2、拟合设置点击拟合设置后可以出现图II-25所示的界面：该界面包括拟合项选择；自动拟合约束方式选择；加权系数设定；拟合区域几部分。图II-25 拟合设置界面拟合项选择有波阻抗拟合；桩侧阻力拟合；桩侧加载弹限；桩侧卸载阻力；桩侧卸载弹限；桩侧阻尼；桩底参数；各项综合共8个拟合选项，拟合时可以选择一项，也可选两个或两个以上项进行组合，选择综合项可以确定除波阻抗之外的其它参数。设置拟合选项的目的是：在某些参数人为设定或者由某些组合方式拟合确定后，对另外一些参数进行优化分析。此外，在选择综合项拟合后，也可对某一项或多项参数进行细致分析。由于在拟合过程中，波阻抗与桩侧阻力相关程度较高，波阻抗一般单独拟合。含有桩侧阻力与加载弹限二项的组合或有卸载阻力与卸载弹限两项的组合，在拟合过程中也不选用。参数约束选择：包括自动识别、人工拟合参数、参数上下限三部分。自动识别：就是利用在基桩中普遍存在的一些共性，对拟合过程进行约束，对拟合参数进行筛选。受土质及施工复杂性影响，有些桩不具有专家系统所提供的共性或者很少，在此情况下，不宜采用专家系统。人工拟合参数：它事实上是一个细调过程，也就是在人为设置参数拟合后，为了改善计算波形与实测波形的匹配程度，在原设置参数20%范围内对参数进行自动化分析。在选择侧阻参数约束时，要求计算和实测波形比较接近。参数上下限：本软件首推使用该选择，因为通过该选择可以将场地有关信息包括进去。参数设置界面见图，参数设置可以根据分层厚度给出每层土的侧阻力范围、弹限范围、阻尼系数范围，附加质量上限、端阻力范围、桩底弹限范围、桩底阻尼范围、预估侧阻力。设置的目的是确保拟合过程中波形能得到最佳匹配的同时，各参数在有效的范围内。详见参数设置部分。 加权系数设定：由于离散化误差、模型误差、信号测试误差及多解性等的影响，波形匹配程度好坏并不是衡量计算结果可信度的唯一条件，计算的参数是否有物理意义，是否与桩设计相违背，或者是否与已知的信息(包括静压、地勘报告等)相冲突是拟合计算中非常关心的。加权系数的目的就是体现参数在拟合过程中重要程度，加权系数都为零，则拟合过程完全是考虑对波形的拟合而不考虑参数物理意义。某项参数加权系数越大，则更强调拟合过程该参数的物理意义。当波形匹配程度高但某项参数不合理，可适当提高该项参数的加权系数，但相应地会降低波形匹配程度。当波形匹配程度差，可适当降低参数的加权系数来提高波形匹配程度。加权系数的范围视波形匹配程度(波形匹配程度不要求很高，但计算波形与实测波形的趋势要一致)及参数物理意义等具体情况确定。拟合区域：在拟合分析时，可以对整个桩侧桩土参数进行分析，也可以对桩某段进行优化分析，其它部位的参数不变，拟合区域的缺省值是整个桩侧。当进行局部分析时，首先要在桩身上构造一个分析窗口，具体做法同人工调整参数时构造窗口。3、参数设置选择参数设置后便可根据场地分层情况或静压结果对拟合参数进行设置，见图II-26。层厚(m)：根据地质勘测结果，设置分层的厚度， 对土性相差不大相邻土层，可将它们笼统作为一层来考虑。最大分层数为10层。桩侧阻力(kPa)上、下限：由地勘报告中分层土性，根据有关规范推荐的侧阻力取值范围来确定（见附表），或根据当地一些测试资料来确定。下限设定应比推荐的侧阻力小，而上限应比推荐的侧阻力大。拟合时的侧阻力总是以设定的侧阻力下限为下限，即拟合的侧阻力总是大于或等于设定的下限，因此，下限设定时一定要比实际的值要小。侧阻力上限设置可以超过规范推荐的值。譬如对水下钻（冲）孔桩，粘土（0.51.5%极限承载力)很容易满足，但对轻锤则往往是矛盾的，因为降低落高控制冲击力，无法使桩体有沉降，要使桩体产生沉降，非增加落高，提高冲击力不可。2、信号处理部分信号预处理桩面裸露钢筋、碎石、传感器安装离桩面太近、传感器贴壁不紧都会导致信号有高频干扰，高频干扰信号应通过低通滤波消除。力传感器安装不当或安装部位混凝土强度不高，导致力信号无法归零，在拟合之前应作归零处理。加速度信号基线飘移会导致计算的速度及位移出现误差，根据位移曲线可对加速度进行修正。桩在打击后经过一段时间后会停止，若桩打动则有一定的沉降位移，当没有打动则沉降位移为零。在对加速度（速度）信号修正之前，先观察位移后期的变化，在以下几种情况下应作修正：（1）位移为负值；（2）位移呈直线上升状态，在无其它位移测量作为参考的情况下，至少应将后期位移修正至零或2.5mm左右。当有其它沉降观察数据，将最后时间点位移修正至观察数据。信号组合为了消除偏心锤击造成的一边受拉、一边受压的情况，一般将两侧的信号进行平均后作为分析信号。这种平均仅在一边受拉、一边受压情况下有效理论上要求锤击点与两侧传感器在一条连线上。现场实验，落锤方向有时难以控制，偏心落锤可能导致两边侧点信号都受拉、受压，采用平均迭加是无法消除这种影响。此外，由于两侧的桩况、安装环境不同，有时可能导致某侧传感器安装较差，有时可能两侧的F、ZV曲线只有一个较好，用平均只能起到更坏的效果，因此，对信号进行优化组合在实际检测是很必要。特别是在对心锤击情况，偏心影响可以不考虑，轴对称两侧测点信号应该是比较接近的，若仅因安装、连线等原因导致部分通道记录信号不理想，可选择某种组合的信号进行分析。当某通道没有记录到信号，作信号平均已不具有修正偏心作用，实际上是将该参数幅值减半，是不恰当的。测试信号校正F(t)曲线是通过安装在桩侧的应变计（应变环）测量的应变计算出来的，ZV(t)曲线是由安装在桩侧的加速度计测量的加速度积分计算出来的，即测量处波速值与平均波速是不同的，用平均波速代替测点波速引起的误差。因此，、A、C三参数会影响F(t)、ZV(t)曲线幅值，且对两者影响程度不一样。这些参数设置不当，会影响F(t)、ZV(t)幅值。此外，应变计是两点安装，两点之间混凝土与其它处混凝土差异程度及安装匹配耦合程度也会影响应变的测量。在作拟合分析之前，对F(t)、ZV(t)幅值差别作校正是必要的。当冲击脉冲起跃较陡的情况下，F(t)、ZV(t)曲线由零点到达峰值点走时很短，在这段时间内，应力波传播距离很小，由此激发的土阻力也不大，F(t)、ZV(t)上升段基本吻合，峰值相差也不大。根据这一原则，可对F(t)、ZV(t)曲线进行校正。校正的参考曲线一般以ZV(t)为主，因为加速度计是单点安装，测量精度相对较高。将待校的曲线上升段及峰值调整与参考曲线比较接近。在落锤与桩对心撞击的情况下，桩面的不平整会导致应力集中，根据圣维南原理，距端面一定距离后，端面的受力不均匀性可以减弱。然而落锤轴与桩不对心碰撞，就会导致桩弯曲变形，当对称安装的传感器不在弯曲方向时就会拉压，导致实测的应力增加或减少，此外，若传感器安装部位的混凝土刚度较正常低时，实测应变比平均值偏高，这就会导致计算的冲击力偏大。根据落锤的势能及由端部实测的力及质点速度，可以对实测力及质点速度合理性作出判断。落锤的势能，锤击传递给桩体动能为锤击效率，锤击效率与落锤锤垫材料桩材料等有关，根据可以对实测力及质点速度合理性作出判断，若传递能量大于1，测试数据幅值或曲线肯定有问题。由于锤击效率具体取值无法确定，当传递能量小于1，却无法肯定测试数据幅值或曲线是否有问题。最大位移与沉降位移关系桩端的位移随时间变化可用直接测量的方法得到，也可通过间接计算的方法得到。在工程中大多用间接计算的方法来得到位移：间接计算得到的位移由于是加速度两次积分，误差较大，一般需要校正。校正可用冲击之后的沉降位移观察来修正。若将桩作为弹性体考虑，沉降位移就是桩在受冲击之后逐渐静止后的刚体位移，它是衡量桩体是否打动的参数。测点处的位移一般随时间变化，随着记录时间增加，逐渐趋于恒定值沉降位移。测点最大位移则代表沉降位移与桩体最大变形之和。最大位移与沉降位移、冲击力大小及持续时间有关。冲击力大小及其持续时间对最大位移、沉降位移影响是不同的。冲击力大，持续时间短，有以下几点不利于测试分析：（1）桩身截面应力大，易使桩体破坏；（2）桩身处于加载、卸载状态即应力波在向下传播时，一部分开始加载而另一部分卸载；（3）虽然其最大位移可能很大，但由于卸载，甚至反向加载的作用，其沉降位移可能很小甚至为零；（4）由于加载速率较大，应力波衰减很快，测点最大位移并不能反映应力波在向下传播时，桩后半部分仍能处于加载滑移卸载反向加载反向卸载状态，这种状态对拟合确定侧阻力很重要，若桩体部分处于弹性加载、弹性卸载状态分析侧阻力会有较大误差。持续时间长，即使冲击力较小，它对测试是有利的：（1）得到较大的最大位移和沉降位移；（2）在桩底开始反射之前，桩身各部分均处于加载滑移状态；（3）动阻力较小，可减小与动阻力有关桩土相互作用参数误差的影响。因此，位移曲线中沉降位移是衡量打击效果的关键参数。冲击力与极限承载力关系在动荷载作用下，桩体要运动必须克服静阻力、动阻力、惯性力，因此，要使桩体有一定动位移，冲击力必须大于极限承载力。静阻力与桩周土层、桩底土层有关，与外部荷载变化形式无关，动阻力、惯性力大小与质点速度、速度变化率、土层性质等有关。一般来说，质点速度越小，速度变化率越小，动阻力、惯性力就越小，冲击力与极限承载力差距就越小。对“重锤低击”实验方式，由于脉冲持续时间长，荷载大小变化缓慢，在桩体产生一定沉降后，激发的承载力与冲击力差别可以在较小范围内。“轻锤高击”方式，脉冲持续时间短，荷载变化幅度大，动阻力、惯性力也较大，要使桩体打动，冲击力要远远大于桩的极限承载力。对于颗粒比较密实的土层，由于阻尼系数较大，动阻力也较大，冲击力与极限承载力差距也相应较大。在冲击力脉冲一定的情况下，桩截面越大质点速度越小，动阻力在总阻力比例也越小。对大直径桩极限承载力与冲击力差距可能较小。波速分析按规范要求，从传感器安装部位至桩底之间桩体的平均纵波速根据下行波上升沿及上行波的下降沿时差及传感器安装部位至桩底的长度计算。通俗地讲，就是由入射波的起点和桩底反射波起点来确定反射波的走时。有低应变检测经验的人都会体验到受桩侧反射波的影响，桩底反射波的起点识别是困难的。为了能有效地识别上升沿及下降沿，冲击脉冲起跳要陡，桩底反射波要比较清晰。在上升沿及下降沿无法识别的情况下，可利用峰峰值来分析。波速误差对拟合分析的影响对波形的拟合是从波形起跃点开始的，正因如此，要求利用下行波上升沿及上行波下降来确定波速。但在实际检测中，往往冲击脉冲起跳较缓，导致上升沿特别是下降沿无法识别。采用ZV曲线入射波峰和反射波峰确定的速度，与上、下行波法确定速度会有差别，也就是按照峰峰计算的波速与冲击起跃点对应的反射波并不是桩底反射波的起始点。它不仅会影响桩底有关参数计算，还会影响波形的匹配程度。低应变得到的桩身纵波速能否用于高应变拟合分析由于桩材为非线性粘弹体，高频波速会大于低频波速。低应变激振频率高，而高应变激振频率低，因而低应变测试得到的波速高于高应变测试得到的波速。高应变拟合对波速要求较高，高应变拟合一般不宜用低应变得到的纵波速，而应根据高应变的上、下行波法来分析波速。当无法从高应变测试曲线得到波速时，在用低应变测试波速替代时应将波速适当减小。3、拟合分析部分拟合质量数拟合质量数是衡量拟合效果好坏的一个参数，主要是指计算波形与实测波形匹配程度，它并不能作为衡量拟合结果合理程度参数。拟合质量数小不等于结果好。之所以这么讲，是基于以下几条理由：1. 实测波形受传感器安装、传感器性能影响或多或少有些失真。2. 分析是基于一维波动理论，而对一些较特殊的桩，如挖孔桩，其反射的波形用一维近似有很大误差。3. 桩土相互作用模型虽然在作不断改进，但仍难以模拟实际情况。实际桩基中，桩土相互作用不仅与土层特性有关而且还与桩型、施工工艺等有关。4. 计算采用离散化方法，却将桩体分成很多单元，每个单元上桩侧作用力认为集中于单元底部。这与实际连续体是有差别的。5. 桩材料是非线性粘弹性介质，不同频率成份波传播速度不同，导致波在传播过程发生弥散，即波形状发生畸变。基于以上理由，拟合质量系数小，并不能代表拟合结果是合理。当然，也并不是说拟合质量系数可以很大，波形匹配程度可以很差。视测试精度、桩长、桩型、施工工艺、桩周土层，最佳拟合质量系数是不同的，它有一个合理范围。这个范围与实际情况有关，我们是无法定量来描述它。拟合结果好坏应以拟合趋势而定，即要求计算值与实测值在桩底反射波之后相当一段长时间内变化趋势要一致。桩土模型参数最初采用Smith模型描述桩土相互作用模型，但这种模型过于简单，特别是对桩底，它不能很好地描述能量向土层辐射情况。通过大量的有限元模拟计算及实验，对模型作了改进，模型增加辐射阻尼、附加质量。近年来，为了追求模型能与土力学研究成果相一致，增加了硬化、软化角等参数，从土力学角度上讲是无可厚非的，但在计算上存在诸多问题：（1） 有些模型参数难以通过现勘或室内实验确立，即使可通过室内实验确定，现场情况可能与之有较大的差别。这些参数大致范围不清楚，何种土层，在何种条件下，发生硬化、软化不清楚。（2） 模型参数过多，导致求解的欠定性。假设模型有1020参数，50单元就有5001000个，而采样点一般只有1024个，若只分析6L/C长度，往往只要数百个已知点，导致方程数小于未知参数数目。（3） 从土力学角度上讲，不同参数代表不同的物理意义，但在计算中，参数可能是相关的，即参数调整对计算曲线的影响是相似的，调参数A可达到的匹配程度，调参数B也能达到同样的效果。那么是调整A还是调整B？（4） 参数过多情况下，仅通过F、ZV波形约束条件不足，必然会导致部分参数人为设定。而人为设定又缺乏室内、现场实验数据支持，设置的参数具有人为随意性，产生适得其反的效果。因此，桩土相互作用模型要基本反映桩土作用过程，在此基础上，保留对模型有主要影响的参数，略去一些影响不大的次要因素，免得一颗老鼠屎坏了一锅粥。反分析多解性用静载荷实验确定桩基承载力是最直接的方法。高应变试验方法是用重锤锤击桩体，通过对桩侧F、V测量来推算承载力。这种通过一定实验方法，由物体的某些表面现象或响应反推物体内在本质规律就属于反分析。在岩土工程中，反分析存在多解性、不确定