低应变法试题(KEY)

1、低应变法试题（50分）一、填空题（10分）. 一般低应变法测试的目的是测试桩的桩身完整性，判断 桩身缺陷 的 位置 和 程fL。.低应变的传感器主要技术性能指标有灵敏度、频响特性、线性度。.力频率成分与冲击脉冲中的 宽度 有关,浅部缺陷用窄（高频）的脉冲,深部缺陷用宽（低频）的脉冲。.低应变用加速度传感器的幅频线性段的高限不应小于5000Hz ,速度传感器不应小于1000Hz 。.低应变钟形力脉冲的宽度为1ms时，其对应的高频截止分量约在 2000 Hz左右，采样 频率应至少为4000 Hz。.当上行的压力波遇到桩顶时，会反射为下行拉力波，当遇到阻抗变大时会反射为 下行压力波。.动力测桩时为了

2、使采集到的数字信号保留原有模拟信号特性，根据采样定理，应使选 用的采样频率f1上限高于被测信号最高fm,并满足下面的不等式f*2fm。.低应变反射波法、桩身混凝土纵波波速的定义为：c= （ E/。） 1/2;缺陷的深度计算式为 x=cAt /2000（均写出表达式即可）。.进行基桩承载力检测之前，应先进行桩身完整性检测。.低应变测试过程中，从理论上讲，按实测曲线入射峰-桩底反射峰确定的波速将比实际的波速_ ,根据该波速确定的桩身缺陷位置将比实际的浅 。.低应变法在现场测试灌注桩时锤击点位于桩顶中心、传感器用 耦合剂 安置于桩的距离桩中心2/3半径处。测试管桩时锤击点位于 和传感器安装点成90。

3、方向。.动力试桩法中，速度传感器的灵敏度可用 v/（m/s）表示；加谏度传感器的灵敏度可用 v/（m/s2）或v/g 或PC/g等表示;应变式力传感器的灵敏度可用 v 或v/（义e ） 表示。.低应变法测试分析的物理量是桩顶质点的振动速度或加速度其分析方法一般常用时域、 频率域 。.利用加速度计测得的原始信号是加速度 曲线,必须积分成速度曲线方可分析。.当信号出现振荡时，可在 时域分析的基础上采用频谱分析或 滤波方式消去。.反射波法测试系统的高频截止频率不得低于2000 Hz。.在桩身结构完整性检测所得的实测时域曲线中，能采集到桩身阻抗变化和桩周土阻力 的信息。当锤击桩头所产生的压应力波在桩身

4、中向下传播过程中，遇到桩身阻抗变小，将 引发上行的 拉力波,使桩顶的实测曲线速度值增大；当桩侧土阻力增大时，将引发上行的 压力波 、使桩顶的实测时域曲线速度值减小 。二、判断题（ 10 分） TOC o 1-5 h z .利用加速度计检测信号不可能有振荡。（，）.如果测不到无上行波，就无法判断桩身质量。（X ）.桩身无缺陷又有明显桩底反射的桩是合格桩。（X ）.影响波传播速度的主要因素是桩身材料特性。（，）.因水泥土桩也属“桩”，所以也可以用低应变法判定水泥土桩的完整性类别。（X ）.振荡信号并非完全不能用于完整性分析。（V ）.波速明显偏高的桩，桩长可能偏短。（X ）.只要测不到桩底反射就不

5、能判为I类桩。（x ）.瞬态激励脉冲的宽度不仅与锤挚材料的软硬程度有关，也与锤重有关。（x ）.若忽略频域分析时的截断渗漏和混叠等误差，频域分析应与时域分析等价。（V）.在一维弹性杆中，只要有质点的纵向振动，就会有波的纵向传播。（x ）.波通过桩身缺陷部位会引起质点运动速度幅值的衰减，扩径桩也同样。（V ）.桩顶测到的扩径处二次反射通常为负向。（X ） 对于桩身截面渐变后又恢复到原桩径的混凝土灌注桩， 根据实测波形进行桩身完整性判定时，可能会出现误判。（X ） 当低应变测桩采用磁电式速度传感器时，传感器的幅频特性以及相频特性均与阻尼比有关。（，） 低应变法的有效检测长度主要受桩土刚度比大小的制

6、约。.公式F=ZV在实际中是不可能成立的。（V）.实际工程中，低应变法是可以准确测出桩长的。（X） 基桩动力检测中反映基桩的一个重要指标纵波波速与振源的频率密切相关，不同的击振频率，纵波波速也应不同。（X）. 一维波动理论不适用于测桩的浅部缺陷。（X ）21.当桩长比施工记录严重偏短时，无法用建筑基桩检测技术规范JGJ106判定。（X ） 三、选择题（ 10 分，多选漏选不得分）1一根置于地面、两端自由的桩，方波入射时桩顶所测的桩底反射波幅VR 与入射波幅VI 的关系为（ D ）A、VrViB、VrTViC、Vr-ViD、Vr2Vi2.频域分析过程中，深部缺陷和浅部缺陷的频差分别为f2和G,则

7、（B ）A 、 f2f1B 、 f2f1C、 f2f1D 、不好比较3一根置于地面，两端自由的长桩，窄方波入射时，在桩身正中央所记录的入射波幅VI与反射波幅VR 间的关系为： （ A ）A、VrViB、Vr-2ViC、Vr-ViD、VrWi一根弹性杆的一维纵波波速为 3000m/s,当频率为3000Hz的正弦波在该杆中传播时， 它的波长为 （ A ） 。A、 1000mm B、 9000mm C、 1mm D、 9mm5反射波法测桩用压电加速度计（阻尼可忽略不计）的可用频率上限为（C ） 。A 、 小于加速度计固有频率的 50%B 、 小于加速度计安装谐振频率的 50% C、 小于加速度计安装

8、谐振频率的20%30% D、小于加速度计固有频率的30%40%。6对输入的半正弦脉冲，经响应测量传感器接收并输出的波形产生了明显的负向过冲，则说明该传感器（ C ） 。A、高频响应不足B、阻尼过大 C、低频响应不足 D、欠阻尼7反射波不易探测桩顶下极浅部严重缺陷的原因是（D ）A、由于不符合由于一维应力波理论而存在盲区B 、由于不符合一维杆振动理论而存在盲区C、 由于不符合上述两种理论而存在盲区D 、 上述A 、 B 、 C 三种说法均不正确。8低应变法除了可以测桩身完整性外，还可以测（ D ）A、桩身碎强度B、桩底沉渣厚度C、单桩承载力D、桩的动刚度9低应变法测钢桩时，其波速约为（D ） ；

9、桩顶质点运动速度约为（ B ）A、1 5m/s B、1 10cm/sC、6006200m/sD、50005200m/sE、32004200m/s四、简答题（ 10 分）1桩身质点振动速度和应力波波速在本质上有何区别？并给出质点振动速度和应力波速的大致范围。答 ： （ 1）区别：质点振动速度：质点的运动速度，其和锤击力大小、桩的尺寸、桩周土质等有关应力波波速：应力波的传播速度，其和桩身材质有关（ 2）大致范围：质点振动速度一般为几厘米/秒到几米/秒，应力波波速一般为几百米/秒到几千米/秒2 简述低应变法测桩的基本假定、原理及分析方法种类。答： （1） 基本假定：a.弹性假定：桩身材料为理想弹性体

10、b. 一维平面假定：桩身受力和运动状态是一维的（ 2）基本原理：一维弹性波动理论，利用弹性波在桩中传播时遇到桩身阻抗变化引起的反射，根据反射波波形分析来判断桩身缺陷的位置和程度。（3）分析方法种类：a.时域法b.频域法c.曲线拟合法。3 反射波法在桩顶接收到的质点运动速度信号中包含了哪些信息？（ 5 分）答：包含初始激励的入射波，桩周土阻力、桩身阻抗变化和桩底反射，横向干扰，传感器自振。4反射波法测试波形中叠加的谐波振荡可能是由哪些原因造成的？答： 桩身缺陷 （或阻抗变化） 的多次反射； 传感器自振； 横向高频干扰； 外露主筋的振动。5浅部或极浅部严重缺陷桩的波形特征是什么？根据激振条件，说明

11、如何选择测量传感器。答：特征为低频（宽幅）大波浪。传感器应有较好低频响应，另外由于采用高频（窄）脉冲激励，也可能出现应力波在缺陷段的来回反射信号叠加在低频振荡的波形上，因此也要有足够高的高频响应能力。6 如何判定桩身缺陷的性质（混凝土缩颈、夹泥、松散、 裂隙等）？（ 5 分）答：低应变仅能检测出阻抗的相对变化，单从测试曲线难以判定缺陷的具体类型，须根据桩型，结合施工工艺、地质条件、桩施工记录、基槽（基坑）开挖及其他周边环境影响等综合判断。7反射波法检测桩身完整性时为什么强调要收集掌握地质勘察报告、施工工艺及其施工记录（若是真实的）？答： 上述资料可以弥补反射波法判断桩身缺陷的多解性， 以便准确

12、地分析出由于地层变化所出现的反射波或地质因素造成的扩、缩颈，离析；掌握施工工艺可以帮助分析判断缺陷的类型。8.设200mm模型桩的桩身一维纵波波速为4000m/s。若距桩顶下2m处桩身存在严重缺陷，低通滤波的截止频率设置在1kHz、 2kHz 、 3kHz 或是更高些好？请说明理由。答：设置在3kHz 或更高些好。因为当采用高频激励脉冲时，可能被激励出来的纵向振型频率为 1kHz， 2kHz， 3kHz 甚至还有更高的。9低应变法测试中你是如何判断曲线优劣的？测不到桩底反射时如何如何判断和处理？答： 低应变法所采集的较好波形应该是：多次锤击的波形重复性好；波形真实反映桩的实际情况，完好桩桩底反

13、射明确；波形无畸变、无杂波，不应含毛刺或振荡波形；波形最终回归基线。无桩底反射时，改变敲击方式，如仍无桩底反射，可以用其他方法如高应变或钻芯法验证；如由于桩身缺陷或碎质量差造成，则应综合其他有效检测手段综合判定。五、综合题（10分）1.有一碎灌注桩,桩长为20m,直径800mm桩身材料重度25kN/m3实测应力波速度为4000m/s,其桩径变化和地层情况如右图所示，请画出该桩敲击力峰值为100N的低应变 测试的时域曲线。解：（1）有关数据计算p =25kN/nm/(10m/s 2)=2500kg/m3缩径 T1=10*2/4000=5ms桩底 t3=20*2/4000=10ms砂土 t2=15

14、*2/4000=7.5ms2. 一根一端自由、另一端固定的等截面匀质杆，长度为 L, 一维纵波波速为c,截面阻抗 为Z。t=0时刻在自由端施加一宽度为 幅值为 V。的压力脉冲，若 c - rLF问当 t匕匹,丝,叱匹,三 时的杆截面的力F和质点运动速度V各是多少？c 2c c 2c c 2cZ= p cA=2500*4000*0.5=5*106N/(m/s)=5000kN/(m/s)解：t L时，F=2ZV0, V=0; cttttt3c时，生时,c5c时，匹时,c7L2c时,F=ZVo, V=-Vo；F=0, V= 2Vo;F=-ZV0, V=-Vo；F=-2ZV0, V=0;F=-ZVo,

15、 V=Vo0.某工地采用预应力管桩，已知其型号为PHC-C500 (100) -20b、桩身材料重度丫=25kN/m3,估计的弹性波速为4400m/s。(1)求该桩桩身材料截面的弹性模量 E和桩身的 力学阻抗Z。(必须列出计算公式、计算过程、最终结果及其单位，g数值取10); (2)若该桩由两节组成，上节桩长 8.8m且桩端进入密实的粗砂层，试画出可能测到的低应变时 域曲线(须标明坐标)。解：(1)截面积 A=ttX (D2-d2X(0. 5222弹性模量 E= Y c2/g=25 kN/m3x (4400m/s)2/(10m/s2x 107kN/m2 X104MPa桩身力学阻抗 Z= y A

16、c/g=25kN/m3x 2 x 4400m/s+ 10m/s2 kN.s/m(2)接桩部位可能出现缺陷反射(tx=4m ,桩底反射很弱。 23, 一图小自由弹性杆件，L=10m,A=，丫 =25kN/m,c=4000m/s, 一小锤纵向敲击右防，敲击 的力脉冲(宽度为1ms)幅值为1kN,请给出图中A、B、C点在2L/c时间段内的速度波形(标 明坐标及幅值)。解：桩身力学阻抗Z= y Ac/g=25kN/m 3 x 2 x 4000m/ 10m/s2=1000kN. s / m.某一桩基工程，桩为泥浆护壁钻孔灌注桩，设计桩长21.0m,桩径600mm,硅强度等级C25,极限承载力为2900K

17、N,总桩数251根，布置形式不祥，问：(1)要求通过低应变测试判断桩身碎强度、 沉渣厚度、桩长、桩身是否有缺陷等，30% 检测，请你结合设计要求给出你的检测方案。(2)测得的部分桩波速为5400m/s左右，请你给出这类桩的分析结果。(3)测试时部分桩的波速为2000m/s左右，请你分析是否正常及可能的原因解：(1)检测桩总数的30%即76根，检测时应注意检测。1施工质量有疑问的桩；。2设计 方认为重要的桩；局部地质条件出现异常的桩；施工工艺不同的桩；(5除上述规定外， 同类型桩宜均匀随机分布；同时应主意，柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根。低应变测试可以对桩身完整性进行评价，判断缺陷

18、位置和程度，无法检测桩身混凝土强度和沉渣厚度。(2)混凝土桩一般波速在30004200m/s之间。若部分桩波速为5400m/s左右，排除 仪器故障及人员因素，可能是由于施工桩长不对(偏短)；桩长设置不对(偏长)； 测试信号中对桩底反射定位错误。(3)波速为2000 m/s左右，不正常。可能是由于整桩波速偏低，桩身碎质量差； 桩长不对(偏长)；桩长设置错误(偏短)测试信号中对桩底反射定位错误。6. 一根长度L=20m的等阻抗自由弹性杆，一维纵波波速 c=4000m/s。t=0时刻在杆一端 施加一宽度为1ms的矩形脉冲，其幅值为 V。问在距杆的两端、和处出现的质点运动速 度最大值各是多少？解：处为

19、2V0；和处均为V0O7. 一桩基工程，桩为泥浆护壁钻孔灌注桩，设计桩长21m,桩径600mm,硅强度等级C25,极限承载力2900kN,总桩数250根，下表为低应变检测结果表:桩号低应变测试结果桩径(mm)桩长(m)波速(m/s)碎强度 等级沉渣厚度(mm)承载力(kN)桩身缺陷情况质量评价160020.93600242003000优合格260021.2380026100310010m离析优质360021.13800261003100优优质(4 250 优)综合结论：低应变测试结果表明，该桩基工程优良。试问:(1)测结果表中是否有错？如有，请诸条指出并说明理由 (2)若是你测试，给出你可能的

20、测试分析结果表。接判定缺陷性质缺陷情况描述不恰当，桩身无缺陷并不等于“优”低应变可以对 桩身完整性进行分类，不能保证所测桩合格与否，更不能评“优”低应变只能测桩身完整性，这只是整个桩基工程验收中的一个分项，所以综合结论错误，单由低应变 结果无法对整个桩基评价。桩号桩径（mm）桩长（m）波速(m/s)完整性评价分类16003600完整I26003800约10m处轻微缺陷II36003800IV m/s8.有一弹性自由杆（两端完全自由），长L=20m,应力波速C=4000m/s,当一端受瞬态 激励后，实测速度波形如下图，求出一阶振动频率并推算弹性杆（忽略材料的阻尼影响） 另一端在、和时的质点速度。

21、解：（1）因两端完全自由，所以该杆的纵向振动频率方程为fn=nc/2L（n=0,1,2，） 则一阶（基阶）频率 fi=c/2L=4000（m/s）/40m=100Hz（2）弹性波从一端传播至另一端所需时间：T=20m/4000 （m/s） =5mst二时，速度波还未到达，另一端的质点速度V=0;t=5.5ms时，另一端的质点速度 V=4m/s,速度加倍；t=7.5ms时，速度波离开另一端往回反射(2)匚9.画出下列模型桩的低应变实测速度曲线（1） 一 一低数组试卷分析一试卷产点:1与减（一）本LPJN考查了前四个单元内容,分别是:力察物体U生活也同数、有趣的图形；二年级考查了前四帮/元内容，分

22、别是：除法（一）、方向与位置、生活中的大数、测量；三年级考查了前 三个单元内容，分别是：除法、图形的运动、乘法；三个年级考查内容 都属于数与代数和图形与几何方面的数学知识。整个试卷覆盖面广，难 易适中，能面向全体学生，分值权重合理，题型灵活多样，数与代数方 面知识既考查了学生算法的掌握，又考查了对算理的理解，还考查了学 生问题解决的办法，注重了数与形的结合，图形与几何方面知识既考查 了学生的空间观念，又考查了物体方位和相互之间的关系，描述图形的 运动和变化，题目注重了学生的应用意识，体现了数学来源于生活这个 数学理念。二.年级组成绩对比分析：.年级纵向分析：年级分4A 今人数总分均分及格人数及

23、格率人数率学困人数学困率一年级66862627.0093.7566598.1741895.4300.00二年级52988.5650695.6546788.2830.57三年级45976.0838684.2822649.34102.18从上表可以看出，一年级士分、及格率、优秀率 二年级 三年级,呈一个递减趋势，学困率呈由一年级到三年级呈递增趋势.年级横向分析：年级分4A 纶夕人数总分均分及格人数及格率人数优秀率学困人数学困率1615650.0092.626098.365996.7200.002605425.5090.4360100.005591.6700.003615791.5094.94611

24、00.0061100.0000.004595504.0093.2959100.005796.6100.005646119.0095.6164100.0064100.0000.006615759.0094.4161100.006098.3600.007605750.0095.8360100.0060100.0000.008615672.0092.986098.365996.7200.009605755.0095.9260100.0060100.0000.0010615766.0094.5261100.006098.3600.0011605435.0090.585998.335896.6700.0

25、066862627.0093.7566598.1741895.4300.00一年级：全年级平均分93.75,其中5个班低于年级平均分（1、2、 4、8、11班），班级平均分最高95.92 （9班），最低90.43 （2班），相差 分；及格率最高 100% （2、3、4、5、6、7、9、10班），最低 98.33% （11 班），相差个百分点；优秀率最高100% （3、7、9班），最低91.67% （2 班），相差个百分点；全年级一个学困生；从这三个指标来看，这样的差 距在一个合理的范围内。年级分4A 纶夕人数总分均分及格人数及格率人数优秀率学困人数学困率177655485.127090.916

26、483.1211.30277680688.397293.517090.9100.00374658889.037398.656587.8400.0047687.397497.376484.2100.0057393.5573100.007298.6300.00678711491.217798.727191.0300.0077485.376790.546182.4322.7052988.5650695.6546788.2830.57二年级：全年级平均分88.56,其中3个班平均成绩低于全年级平均 分（1, 2, 7班），班级均分最高93.55 （5班），最低85.37 （7班），相 差分；及格率最高

27、100% （5班），最低90.54 （7班），相差个百分点；优 秀率最高98.63% （5班），最低82.43% （7班），相差个百分点；全年级 有3名学困生，其中1班一名，7班二名，从三个指标来年，二年级 7 班成绩差距相对较大，平均分过低，优秀人数较少，学困生较多。分4A 纶夕人数总分均分及格人数及格率人数率学困人数学困率17577.636586.674053.3300.00276565574.416180.263647.3733.9537572.356080.003242.6745.33476614380.837193.424559.2100.0057973.316278.483645.

28、5722.53677594377.186787.013748.0511.3045976.0838684.2822649.34102.18三年级：全年级平均分76.08分，3 （4班），最低72.35 （3班），相 差8.48分；及格率最高93.42% （4班），最低78.48% （5班），相差1个 百分点；优秀率最高59.21% （4班），最低42.67% （3班），相差个百分 点；全年级10个学困生，其中3班四名，2班三名，五班2名，6班1 名；从三个指标来看，4班成绩较好，2, 3, 5班有待提高。三.学生答题情况：一年级：第一题填一填出错率较高的是第 6小题，第6小题是用7, 6, 3三

29、张卡片中的两张组成两位数，最大的数是（），最小的数是（）,学生错误的原因是主要是没有建立感，对数的组合，大小比较理解不够透彻。第二大题按要求完成下面各题出错率较高的是第 4 小题和第 5 小题，第 4 小题是按要求分一分，个位上是5 的数有哪些？十位上是4 的数有哪些？从答题来看，学生不是少分就是多分，这道题不但考察学生对数位的准确认识，还参透了一种归纳的数学思想，错误原因是学生归纳的能力较为薄弱，第 5 小题请在下面点子图上画一个长方形和一个三角形，这道题错误原因大多数是学生没有用直尺去画，学生没有养成用直尺画几何图形的习惯；第五大题连线平台的第 2 小题错误率较高，这道题考察学生从不同角度

30、观察物体的形状， 这道题考察学生的空间观念，学生错误的原因是没有建立空间观察的意识，对不同角度观察物体的想象力存在困难；第三、五、六大题属于数与代数部分，学生对计算方法的掌握和算理的理解较好，因此这三道题正确率较高。二年级：试题主要考察除法、方向与位置、生活中的大数、测量方面的知识，问题最大的是学生对现实中的方向感较差，对生活中的大数这一章的综合性习题存在一定问题， 比如第一大题填一填第 10 小题一个四位数，最高位上的数是最大的一位数，百位上的数比最高位上的数小4，相邻三位上的数字之和是15，这个四位数是（） 。这道题不但考察了学生对计数单位的认识，还渗透了简单的演绎推理的能力，学生只停留在

31、计数单位的层面，课堂上没有形成简单的推理能力。还有对生活中的常识性问题缺乏经验， 比如第六大题解决问题的第 4 小题， 有 27 人是郊游，每辆大车限乘8 人，每辆小车限乘4 人，如果都从大车，至少需要几辆车？如果都坐小车，至少需要几辆车？学生对这道题列式基本都会，但是由于缺乏生活经验，在计算过程中不知道余下的人数还需要再租一辆车，导致错误；出错较多的还有估算，学生的估算能力较差，不能根据参考的数量估计出问题数量。三年级：三年级主要考察除法，图形的运动，乘法三个单元的知识，从试卷来看，学生对图形的运动掌握较好，对乘除法的计算方法掌握也相对较好，但对乘除法的算理和生活中的问题解决存的一定的问题，

32、对知识运用不够灵活， 比如第一大题的第 10 小题， 第三大题的第 5 小题都是对算理的考察，失分比较大。第六大题解决问题的最后一题错误率也较高，学生不能很好的观察题目中示意图的作用，不能做到数和模型很好的结合。四存在问题：教师层面：听一位教育专家这样描述过我们的课堂现状：学具教具课件化，课本一般不看它，师生互动形式化，一问一答全废话，黑板板书字贴化，课堂练习卡片化，动手操作被淡化，自主探究全作假。1 、对于低年级学生，没有充分利用学具教具，也就是直观模型的利用欠缺。2、在教材的研读上下的功夫太少。3、课堂互动，过程的创设需要加强。4、没有注重教师的示范引领，板书的作用，没有注重动手操作和自主探究的过程。5、课堂练习针对性不强。学生层面、学生综合运用知识的能力较弱，学生对所学知识不能灵活运用，从不同角度分析问题，应用各种策略解决问题的能力。、 学生对所学的基础知识掌握不牢固， 对知识只是停留在表面理解，不能深入应用。3、数学学习习惯没有与生活实际相互联系。4、计算能