低应变检测原理

1、第一章 基本概念及检测原理第二章 检测系统第三章 现场检测技术第四章 实测波形汇编第一节 应力波基本概念第二节 应力波在桩中的传播第三节 低应变的检测原理应力波基本概念应力波：当介质的某个地方突然受 到一种扰动，这种扰动产生的变形会沿着介质由近及远传播开去，这种扰动传播的现象称为应力波。波阻抗：密度；C：应力波速；A：桩横截面积。一维直杆：d1D-2D），波振面才近似为平面。此时手锤锤击桩端认为是应力波在一维杆件中竖直方向传播 一维杆应力波波动方程方程：022222xuctu0EC其物理意义就是应力波在桩身中的传播速度。u应力波在自由端完整桩中的传播应力波在自由端完整桩中的传播TV入射波与反射

2、波同相应力波在自由端完整桩中的传播桩在自由端桩底反射，与入射波同相应力波在固定端完整桩中的传播应力波在固定端完整桩中的传播TV入射波与反射波反相应力波在固定端完整桩中的传播TVL桩嵌岩桩底反射，与入射波反相应力波在波阻抗减小桩中的传播应力波在波阻抗减小桩中的传播TVL桩截面减小入射波与反射波同相桩底反射应力波在波阻抗减小桩中的传播TVL桩缩径缩径反射，与入射波同相扩径反射，与入射波反相桩底反射应力波在波阻抗增大桩中的传播应力波在波阻抗增大桩中的传播TVL桩截面增大并嵌岩扩径反射，与入射波反相桩底反射，与入射波反相应力波在波阻抗增大桩中的传播TVL桩扩径扩径反射，与入射波反相缩径反射，与入射波同

3、相桩底反射，与入射波同相TVLL1L2T1T2T3T4整桩平均波速C：C=2L（T4T1）扩径位置L1：L1=C（T2T1）2扩径范围（L2L1）：（L2L1）= C（T3T2）2检测原理利用应力波在桩中传播时，当桩身的波阻抗发生变化会产生反射的原理，通过分析反射波的幅值、相位、到达时间，得出桩缺陷的大小、性质、位置等信息，最终对桩基的完整性给予评价。桩底截面发生变化夹泥离析混凝土质量变化土层变化引起反射波的原因低应变所能检测到的现象低应变不能检测到的现象低应变检测的优点快速检测方法（50-200根/日）准备简便操作简单经验丰富低应变检测的局限不能提供单桩承载力对小缺陷灵敏度不高无法检测桩底沉

4、渣第一节 传感器第二节 采集仪器第三节 软件简介速度传感器加速度传感器RSM24FD分体机RSM24FDN一体机主操作界面 设置界面 打印高级设置界面 波形处理界面 打印信息预览界面第一节 检测流程第二节 影响测试的因素第三节 疑问解答第一步 桩头处理第二步 仪器连接第三步 传感器安装第四步 程序设置第五步 手锤锤击第六步 信号采集第七步 信号分析第八步 结果打印凿掉浮浆打磨平整桩头干净干燥 分体机交流电源接线分体机后面板接线加速度传感器连接速度传感器连接一体机速度传感器连接传感器放置距桩心2/3 3/4R处且安装位置要求平整尽可能使传感器垂直与桩头平面传感器耦合黄油耦合橡皮泥耦合口香糖耦合使

5、传感器与桩头粘合在一起，要求越紧越好在开始检测之前必须根据不同桩的情况对程序进行设置，下面给出一个例子来学习整个的检测过程的软件操作，注意：以下只讲解了在检测过程中常用的功能，其他功能及程序中出现的参数请仔细阅读软件操作说明书，这里不一一详细说明。进入主操作界面后，点击设置按键进入设置界面单击设置进入设置界面桩长=12米；混凝土标号：C30；桩径：1米 用速度传感器进行检测仪器与笔记本电脑通讯速率，586以上请选57600仪器与笔记本电脑通讯口设置，视电脑串口设置而定，有COM1-6供选外接传感器设置，请与传感器接的通道和类型一致预设桩长预设波速：C25：3300C30：3600C35：380

6、0C20：3000单击进入主操作界面手锤垂直与桩面，锤击点平整，锤击干脆，形成单扰动打开采集仪开关，点击主操作界面的“采样”按键屏幕出现彩色滚动条，仪器进入采样等待状态，此时用手锤敲击，信号将显示在屏幕上，完成第一次采集。按前次操作完成第二次采集完成第三次采样当三次采集的波形基本一致，桩底清晰，请点击“存盘”按键进行波形的存储。键入文件名称单击完成保存此时已完成一根桩的现场测试桩头的处理平整传感器安装紧密采集完数据存盘选文件夹选文件名单击完成读取单击进入处理界面原始波形低通800Hz处理后的波形单击完成处理移动到桩头位置单击鼠标左键定桩头，同时时间零点移动移动到桩底位置单击鼠标右键定桩底计算波

7、速定桩后出现的桩底类型选择界面单击选择桩底类型定桩底后自动化出的模拟桩图形移动到认为有缺陷的位置单击鼠标左键确定缺陷位置计算出的缺陷位置定缺陷位置后出现的缺陷类型选择界面单击确定缺陷类型单击确定缺陷程度自动化出的缺陷示意图完整性的评价单击进入打印界面点击打印后出的打印信息预览界面单击进行打印打印确定后出来的打印提示，当分析完四根桩的波形后并都打印确定后打印机才开始输出打印输出格式由设置界面中打印信息栏和打印高级设置决定选择打印的内容和输出方式指定每页打印几个波形现场干扰传感器安装桩周土现场有重型机械在施工回产生振动干扰 解决方案：建议在检测采样时停止现场电压不稳造成干扰 解决方案：建议仪器用电

8、池供电或将 仪器接地 产生振荡调整传感器安装振荡消除解决方案：调整传感器安装使其紧粘桩头桩在空气中桩在空气中桩在土中桩在土中土层磨阻对桩底反射有衰减土层变化对应力波有影响 硬土层变为软土层与缩颈信号相似 软土层变为硬土层与扩颈信号相似解决方案： 1. 利用指数放大 2. 了解土层参数（或地质资料）Q：加速度计与桩面用什么方法耦合较好？A：由于桩面凹凸不平，且有砂石，再加上电缆线的拉作用，用黄油往往达不到好的耦合效果。在桩头滴少许502胶，再将指头大小、粘性较好的橡皮泥压入桩面，然后再将加速度计旋入橡皮泥，这样耦合就会好些。Q：脉冲频率或滤波频率较低队浅部缺陷判断有无影响？A：当桩身浅部有缺陷，

9、其反射波的频率较高。若桩身深部也存在缺陷，其反射波在桩端面反后经浅部缺陷处又会产生反射。当脉冲频率或滤波频率较时，高频反射波部分会丢失，导致实测信号矢真，可能造成误判。所以建议尽量用高频信号来测桩，当遇到长桩时请用高频、低频相结合测试。Q：反向过冲较大是否信号较差？A：在实测信号中，我们往往会发现脉冲信号结束后有一个较大反向信号。导致反向过冲较大的因素较多，除了电缆线过长、电荷放大器电感及电容等参数不当、锤击点位置及锤击脉冲频率、传感器幅频及相频特性外，还有桩身阻抗变化影响，如：（1）当桩头部分混凝土强度较低时，应力波遇强度较高混凝土时会产生反向反射；（2）桩头附近波阻抗增大；（3）桩头附近波阻抗变小，由于锤击频率或滤波频率太低，高频成份被滤掉，此时，往往也会出现反向过冲这种现象。Q：离析、夹泥与缩径反射波信号有何区别？A：当桩身浅部有缺陷，其反射波的频率较高。若桩身深部也存在缺陷，其反射波在桩端面反后经浅部缺陷处又会产生反射。当脉冲频率或滤波频率较时，高频反射波部分会丢失，导致实测信号矢真，可能造成误判。所以建议尽量用高频信号来测桩，当遇到长桩时请用高频、低频相结合测试。Q：当检测信号是低频振荡衰减信号时，是何影响？A：当传感器安装正常时，检测信号呈低频振荡有可