RS基桩动测仪软件简明操作

1、RS1616K（）基桩动测仪软件使用方法系统安装 （包括通讯、分析软件在电脑中的安装）1、windows 下低应变程序（安装文件 W1616-2.09setup.exe）2、windows 下高应变 CASE 法程序（安装文件 Caseupdate.exe）以上均可在网站上升级3、波动方程拟合分析程序（将软盘中的Lh文件夹直接拷贝到某个硬盘根目录底下即可。联机通讯（将采集仪与电脑联接，进行数据传输）将并口线与仪器、电脑联接好后双击该图标。 分析高应变 case 法分析程序。低应变反射波法分析程序。将并口线与仪器、电脑联接好后双击该图标。 分析高应变 case 法分析程序。低应变反射波法分析程序

2、。lh下ccwapcL虚拟盘符或其它硬盘符：回车拟合分析（旧版）lh下nnnsup匚虚拟盘符或其它硬盘符：回车拟合分析（可打印桩土参数）四打印：低应变分析程序“快捷键”指令双击鼠标进入低应变分析程序 W1616-2.09.exe“Ctrl+O ”：读文件，“TAB”：选择分析道“x”/“y”/“z”：设置屏幕曲线数“” /“” /”空格键”： 拉压和恢复曲线“Shift+f”：幅度谱（即频谱分析）“一” / “一”：微移光标 “，” / “。”：快移光标“u” ：桩形分析“V” + “TAB ”输桩长和波速，亦可直接在工具栏框中输入。“v”：改变横坐标单位（在时间、浓度坐标之间切换）“t”定义

3、和确定特征点（桩顶、缺陷、桩底等）“j” 积分（”o” + 起始点”t”+”j”+”k”，或”alt+j”），“b”滤波（低通上限应在速度谱中求得）“E”指数放大“f”平滑“|” /“：” /“” /“”：虚竖线光标以后的曲线旋转与归零“alt+t”显示PIT形式曲线（合理处理，准确输入桩长、波速， 确定桩顶、缺陷 1、缺陷 2、桩底等四个特征点后）“ALT+P”选择纵向待大波形数，生成打印用Bmp文件附一 如何获取高分辨率的优质频域信号得到一个高质 量频域 曲线应注意以下几点：1、信号中不应当有与桩土系统无关的直流偏移量。直流 耦合类仪器或信号经过高倍前放，其直流偏移量是经常存在 的，直流偏

4、移量会导致频域信号中零频过于丰富。2、信号的前置延迟点数不可太多，一般接收的信号都有 预置的延迟点数，较多的延迟点数会导致频域曲线出现振荡。3、不宜用较短的采样点数或较小的时域分辨率。因为频 率分辨率 f= 1/（2N t），其中N为记录长度， t为时域 曲线中点与点间的时差，为了保证时域分辨率， t也较小。 因此，直接用此信号进行频域分析，f将极大以致于无法深 入分析。4、时域分辨率太低时也会使时域和频域曲线失真。 针对上述几点,k1616p可对时域信号依如下次序改进：a）连续按“-”键，减少信号的前置点。每按一次“ -”将 使信号前置点少10个，“一”少一个，“ = ”、“ + ”则分别增

5、 加 10 点或 1 点。改变前置点数可根据需要进行 ， 例如若分析 尾部信号频率成分，可将曲线足够左移。b） 按 23 下“”，压缩使信号的时域分辨率减少 48 倍, 一 般来说 , 在信号不失真的情况下应尽量压缩时域曲线,为提高频域分辨率创造前提。每按一次“ ”, 将使时域曲线压缩一 倍，时域分辨率降低一倍，而屏幕中显示的时间长度却增加了 一倍,“”的功能与“ ”相反。c）按“o” ,消去信号中存在的直流成分,然后按“k”放 大信号 , 以便观察信号形态。经上述变化后的曲线， 前屏部分为信号记录段 , 而后面的 则为零值填充段 （这是提高 FFT 频域分辨率的一个有效手段 ）。 此时零值填

6、充段有可能出现偏移，为消除这些不合理的偏移， 可继续采用下述指令修正。d）连续按“ &”或”（“f+ 6”或“f+ 7”），直到 目测信号记录段基线与坐标轴重合时为止。e）利用“一”、“一”、“，”、“”四键将虚竖线光标移至信 号记录段的尾部，稍靠前一点的地方。f）按“ ctrl+x ”键， 此键将虚竖线光标以后的数值全部填 充为零，与其相对应的一个键是“？” ，它将虚竖线光标以前 的点赋值为零。g）将光标移至信号记录段尾部后反复按“ o”和“ctrl+x ” 也可消除不合理的偏移。h）按“ F” （ “f +f”）或“（” （“f +9 ”）求原始谱或积分 谱， 当分析振源和传感器影响时 ，

7、 可求原始谱 ; 而分析桩身完 整性， 则应视所用传感器而定。 由于各种动测方法都是以速度 信号为基础的 ， 因此对速度传感器所测信号应分析原始谱 ， 而 对加速度所测信号则应分析积分谱 （速度谱）。附二、数字滤波 当信号中存在安装谐振时必须数字滤波， 分析步骤一般可按 如下方式进行:a）利用“ ”、“k”、“o”等指令，将原始曲线压缩、放大、 消直流，观察原始曲线形态与走向， 粗步判断桩身和曲线所存 在的质量问题。b）对原始信号作频谱分析 ， 与较理想的速度谱图进行对 比， 判断其所存在的不合理成分 ， 特别是安装谐振成份。完整 桩的速度谱图中同一缺陷引起的共振峰应随着阶数的增加而 下降，

8、而且总趋势也应逐渐下降 ， 在高频端不应当有反常的高 峰出现。如有这种单一的反常高峰 , 且无周期性现象发生 , 应 被视为安装谐振振荡主频。c）延伸此振荡主频包络路线的左侧至轴线 , 可以简单地 将交点所对应的频率作为滤波的上限截止频率 fb。bd）根据频域中所选的高频截止频率，按“ SPACE”键回 复到时域中进行数字滤波（“b”），其滤波可采用带宽0fb,陡 度 12 阶的方式进行。附三 数字积分根据应力波理论，加速度信号是要被积分成速度信号后才 能进行分析的，但是由于加速度信号本身质量上经常存在一些 问题，因此有时很难积分出一个合理的速度曲线形态来， 以致 于模拟或数字积分后的速度曲线

9、违背一些常识性的物理现象。 影响积分效果的因素常有以下几种：1、信号毛刺太多或幅值太低。程序中自动寻找的积分起 始点有误2、信号整体或局部偏移。当使用内装式加速度计和普通 100m 信号线， 而且锤击力较轻时，可能会导致信号中存在一 整体直流偏量 ， 而当使用高频振源或用力过大时则有可能使 信号的尾部漂移 ， 甚至于完全溢出。 漂移的结果将使加速度全 程或局部额外附加了一恒定值，其积分效果无疑会使速度曲线 失真。针对上述问题，在利用加速度谱和速度谱分析激振安装效 果、桩身完整性、进而确定是否需要滤波及滤波形式后（必须 在速度谱中看，因为滤波必须在速度信号的基础上进行， 而积 分本身也包含有频率

10、成份的变化），可以根据如下技术路线进 行积分。1）观察原始曲线形态是否合理 ， 即毛刺和漂移是否严重 存在，然后再依下列程序选择积分方式。2）按“j”积分，并按“k”将信号放大，观察积分曲线是 否合理。这个积分指令定义积分起始点从零开始 ， 并将信号中 的前 50 点的偏移量作为整体偏移量用于积分修正之中。正常速度信号应当起跳明确 ， 尾部自然归零 （短桩的振动 历时较长的超过记录范围不算 ）， 没有整体漂移的现象出现 ， 当积分曲线与这些现象不符时说明该信号用此指令积分效果 较差。3）按“SPACE”将信号复原，再按“ ALT+J”积分并键“k” 放大显示。程序设计中这一指令包含有自动寻找积

11、分起始点、 速度尾部强制归零等功能 ， 因此对于起跳点明显 ， 且没有局部 漂移的原始信号比较有效 ， 而当起跳处平缓或毛刺太多时 ，将 会判断失误， 使速度曲线形态失真， 如起始段速度信号的负相 脉冲没有或过大 ，尾部的速度信号归零勉强。“ALT+j”是在最原始的信号基础上进行的,因而此前的 各种修正处理手段都将失去意义。4）如果上述两种积分方法失效 , 就只好采取最稳妥也是 最笨拙的办法了：人工判读起跳点、消直流后再积分归零 , 具 体操作步骤如下:a）按“o”消去整体直流偏移量；b）移动虚竖线光标至一人工判读的起跳点后键“ t”定义 积分起始点。c）按“j”，积分将自被定义的起始点开始进

12、行，起始点的 前端被人为赋值为零，尾部则在积分过程中被自动进一步减去 一直流偏移量而强制归零。如果在按“o”消直流前，利用“一”等指令将曲线左移 减少前置点后再进行上述步骤，其积分效果会更佳。5）如果这种方法积分出来的曲线也不满意 , 则唯有进行 曲线修正了。附四 曲线修正及其它 由于传感器安装及振源等各方面的原因， 无论是速度计还 是加速度计 ,其所测信号有时候不得不面临修正。低应变测桩 如此、涉及定量分析的高应变测试同样如此， 美国人就在自己 拟合程序操作手册中大讲特讲曲线修正的重要性， 当然，除了 方便视觉效果而进行的修正外， 任何曲线修正都必须以一定的 理论分析为背景。本节以加速度积分

13、成速度后的曲线为例， 结 合岩海软件来介绍其各种曲线修正功能以及修正的意义所在。一、消除直流偏移量：a）于曲线中部AB两点间设一加速度偏移量，使B点 值为零，将光标移至“ B”点，然后键“ ” ,b）让 B 点以后的曲线旋转归零以消除错误引入的加 速度偏移量，仍让虚竖线光标在B点，然后键“I”。岩海软件中的旋转归零， 实际上有两个指令， 其一为线性 旋转归零如上例所用的 “|”键, 其物理概念是施加一恒定加速 度偏移量；另一指令是“”, 为非线性旋转归零 , 其前提是施 加一加速度值的同时确保拐点处加速度变化值连续 , 即速度 信号的一阶微商连续 , 这也比较符合物理现象 , 它认为加速度 信

14、号的偏移应有一个连续暂变的过程。结合旋转归零指令，岩海软件中尚备有一普通的线性旋转 指令“ ” （f +,）,每按动一次,B点以后的曲线便可线性旋转 一定角度。二、消除不合理的高频成分： 加速度计所测、积分成速度以后的信号中所存在的高频 （毛 刺或振荡）可采用两种办法加以解决，其一为数字滤波，根据 原始加速度信号的速度谱，分析其所存在的不合理高频成分， 并选择数字滤波形式，然后对已完成积分和修正后的速度曲线 进行数字滤波。这种数字滤波都自 0Hz 开始, 其上限频率常在 2500Hz以上，最低不得超过1000Hz（滤波陡度为1或2阶）,否 则会引起信号变形；另一种处理方式便是所谓的平滑， 它对

15、于 毛刺较多的信号尤为有效，键“ f”程序提示“请输入平滑点 数”，输入平滑点数并回车，即可完成操作，岩海软件中的平 滑是将以某一点为中心的n（输入的平滑点数）个值取平均并充 入该点对应的值这一方式来进行的 ， 因而平滑点数不可太大 ， 而且如果一次平滑效果不佳时 ， 还可反复进行 ， 很显然， 平滑 是另外一种形式的数字滤波。三、指数放大：连续介质体内质点的振动是随时间指数衰减的， 均匀无限 介质体内传播的一维平面应力波幅值也是随距离而呈指数衰 减的，正因如此，在我们的测试信号中，包含有桩底反射的后 期质点振动信号一般要比入射波质点振动信号低很多， 以致于 在同一计算机屏幕显示的前提下（分辨

16、率最多只能有 480 个 点），常常不易识别桩底反射信号。基于这种情况，岩海软件 备有一指数放大功能 （“e” ）， 以便在不影响入射波幅值的前提 下， 以随时间指数增大的方式放大尾部信号 ， 确保在同一屏幕 中桩底反射清晰可见，指数放大一般根据赋值情况分三段进 行。即：起始点至第一定义点（实线光标，“ t”定义）间不放大 （或曰线性放大倍数为 1）；第一定义点（没有定义时为起始点）与第二定义点（未定义时则为估计的桩底反射处）间的指数放大；第二定义点后的线性放大，这种放大格式可在打印图形 中看出。具体放大情况，岩海软件采用了两种方式， 即定义型与非 定义型。非定义型自动默认起始点为第一定义点，

17、 桩底反射点 为第二定义点。定义型则应于键“ e”指令前移动光标至待定 义点键下“ t”指令定义；第二点可以不定义，当第二点位于桩 底反射左端时 ,程序将以桩底反射点附近值置换之 , 因此为使 第二定义点准确，指数放大前首先应正确地输入予估的波速和 桩长。“e”指令键后，须输入放大倍数并回车。高应变 CASE 法分析程序快捷键指令双击CASE法分析图标。“Ctrl+o”丁 开文件“F10”修改测试参数。传感器灵敏度系数：总共有4个传感器：2个加速度计曹, a2、2个应力环 , 2测点面积：如果是管桩计算环面积桩底面积：有些桩扩底面积、有些管桩桩底封闭应计算外直 径面积。测点桩长：传感器安装点到

18、桩底的长度。入土桩长：埋在土里的桩长度。桩身密度： 24002500 之间。测点周长：桩外径周长。弹性波速：一般指小应变测出来的波速。平均波速：高应变计算出来的波速。一般比弹性波速小。j) 锤重，落距参数参照规范 JGJ106-2003 J256-2003k) JC值：CASE法阻尼系数Jc美国的GOBLE教授认为桩尖 土的塑性指数越大(俗称土越软)，Jc值越大。(可省)“tab” + “r”调整单个波形极性“v”进入行波曲线。求取速度和应力“pgdn” /“pgup” /“r” /“=” /“-”调整力波形 “F3”f“” / “”，“” / “”，“”/“” 一调整速度波形“a” / “f

19、” / “v” / “c” 归一化力和速度“一” / “一” / “，” / “。”移光标，依序峰值处“t”、桩底 “t”、起跳 “t”“ Ctrl+s” ccwapc 格式数据存盘( *.cas)附一高应变实测曲线正确观察和理解这里的实测曲线，并非指原始的加速度信号与应变信号，而是分 析过程中以叠加显示形式出现的力曲线、归一化后的速度曲线F(t)及 ZV(t)和下行波曲线w(t)二1F(t) + ZV(t)与上行波曲线 down 2w(t) = + F(t) - ZV(t) 0认真理解与分析两组四条曲线是所有后续处 up 2理与分析包括波动方程拟合分析的关键。1、力曲线和速度曲线起始段的重合

20、亦即良好的一致性是必须的， 这是一维应力波理论的必然产物，但当输入的传感器灵敏度不准 确，弹性波速(或弹性模量)不合理时；传感器安装不合理，安装 部位材质较差或安装部位不合理时(离桩顶太近，离接桩部位太近， 离地表太近)； 打击力不够(尤其对于粗短的端承桩)或严重偏心 时；锤垫过厚，信号过缓时；桩上部存在严重缺陷(包括扩颈) 时；上部土层阻力较大时；利用柴油锤激发时(由于记录两条曲 线的传感器低频响应不一样，在低幅值段，速度曲线往往略低于力曲 线)，二者的一致性未必能得到充分满足。鉴于导致力曲线与速度曲线起始段不一致的因素较为复杂，我们 在现场和室内分析时一定要仔细判断，在测试现场务必排除、

21、、条，为后续分析创造条件。力曲线和速度曲线的一致性仅限于二者峰值点以前的部位，其中 二者曲线形态的正比性是首先应得到满足的， 而峰值的相等性 (FVX=FMX)却未必，当然只要没有、条件存在，它们应当接近。2、力曲线和速度曲线应较少毛刺，没有莫明振荡、尾部正常归零， 这里所指的尾部系指100ms左右处。大量现场试验表明，除特长桩外， 一般高应变测试过程中，桩土系统在几十毫秒内基本上均完成了各种 响应，因而经过近 100ms 以后，基本处于相对静止状态，也即桩顶的 力和速度应回复到零。 RS 仪的分析软件只显示512 点，如果采样间隔 为100us,则满屏只能显示51.2ms,此时加速度曲线一般

22、不归零，欲观 全貌，可将原始信号压缩一次“”)再计算行波曲线“v”，自然显 示 100ms 时间段。当 加速度计安装不紧 传感器附近桩身材质不良 加速度 计与其底座之间不紧 加速度计线路故障 电荷放大器故障 锤 击系统较差等时，实测速度信号可能出现漂移或振荡，此时信号即便 归零也十分勉强。当 工具式应变计安装不紧 过份扭曲 安装部位材质太差 锤击力过大，桩头进入塑性状态 锤击系统较差时，力很可能出 现毛刺，振荡及尾部不归零。3、上行波曲线Wu(t)应合理地反映桩土特征同一时刻桩顶力减去速度与广义波阻抗的乘积后除以2 便构成了 所谓的上行波曲线Wu(t)=1/2F(t)-ZV(t),根据一维应力

23、波理论，当桩 身某位置有缩颈类缺陷时，将产生一上升的拉伸波，亦即出现同向的 速度反射和反向的力反射；当出现扩颈类“缺陷”时产生一上升压缩 波，亦即出现反向的速度反射和同向的力反射；当桩侧遇到土阻力时 同样产生上升的压缩波(速度反向，力同向，；对于摩擦桩而言，桩端 阻力较小，应力波传播到桩底后自然产生向上的拉伸波，而端承桩， 除因沉渣引起的小幅度拉伸波外，基本上产生一向上的压缩波。这些 特征在单独的力和速度曲线上可能没有明显的反映，但在上行波曲线 上，大都表现非常强烈，因此，读懂上行波曲线，将给后续的 CASE 法分析及波动方程拟合分析打下良好的基础。一般来说，除非桩土系统上部异常(即存在缺陷、

24、扩颈或硬土层， 在下行波峰值点以前上行波基本上为零，然后逐步增加；当桩身无缺 陷时，上行波幅值乘以2便是对应位置以上部位桩侧阻力的总和R(x)= 2W (t)，因此它的增加趋势尤其是出现拐点的趋势基x=C(t-t )u21 本上与地层变化相吻合，如果夹在此趋势中间形成一明显的下跳，则 该处一定有缺陷或者干脆就是摩擦桩桩底反射；扩颈现象除浅部和严 重者外，由于普遍与桩侧阻力相混，大多难以在上行波中察觉。桩底反射过后，土阻力还将发挥一段时间，但对于摩擦桩而言， 高峰期已过，阻力应很快减小至自然状态；端承桩的高峰期相对滞后， 但同样应早于 100ms 回归自然状态，回归的快慢完全取决于入射波脉 冲宽

25、度和桩下部尤其桩底土体材料的性质（弹性模量）。观察和解释实测信号曲线应结合基桩工艺、施工记录以及工程地 质资料进行。上述两组四条曲线蕴藏了大量桩土系统信息，读懂它们 留意缺陷位置及严重程度、土层分布、阻力发挥情况（严重滞后为大 弹限情形）、桩底特点，高应变分析便已完成了大半。附二 高应变实测曲线的分析、选择和调整一旦实测信号不正常或曲线形态难以解释，结合RS系列桩基动测 仪的高应变CASE法分析软件（同时也是CCWAPC拟合分析程序的数 据预处理软件）。可以依下述步骤对实测曲线进行分析与调整：1、读取信号，“F10”正确输入各种主屏参数，并调整好波形的正 负极性（“tab” + “r”）后，键

26、“v”，屏幕显示F（t）, ZV（t）及上下行波 曲线，我们可以就此观察这两条曲线的形态。2、如F（t）和ZV（t）曲线略有错位，此时可通过“=” / “-”进行微 调对齐。3、当实测曲线不合理或无法解释时，首先键塔10”，观察主屏参 数，先检查传感器灵敏度是否系一一对应地正确输入，其次检查滤波 档与放大倍数（如果有的话），相关桩土参数尤其弹性波速以及锤击参 数等亦必须正确输入。4、检查完各种参数后，键“Enter”，认真分析各道速度曲线和力 曲线（“力速度曲线”）的合理性。一般来说，两道速度曲线应相差无 几，相应峰值VMX1和VMX2 （最大速度值）不仅取值合理，而且应 较为接近，但也有可能

27、某一道出现严重失真，此时可在工具栏的速度 选择栏摒弃失真道。如下图：两道力曲线总是存在一定差异的，相应PMX1和PMX2 （力曲线 最大值）自然难得一致，相差一个数量级也是非常可能的；力信号中 峰值过后，一方叠加拉力，另一方叠加压力也是非常正常的，这些都 是锤击偏心导致的正常现象。现场测试时，分析四道曲线各自的合理性，有利于重新安装传感 器，调整锤击系统，而室内分析时，则有利于信号质量的客观评价和 曲线的合理取舍。6、完成上述分析，合理选择分析通道，检查完各种需输入的桩土 参数以后，键“ Enter”，点击X力速度曲线/显示应力曲线和速 度曲线，如果信号显示长度为100ms (分析过程中“”压

28、缩过一次)， 务必键“”显示扩展开的力曲线和速度曲线。如曲线存在高频振荡和 毛刺，可通过“Tab” + “o” +平滑点数对其实施平滑处理，平滑最好*/*/ZVCt) #1厂/W Dn #2W g：于各道同步进行，这里的平滑仅对速度曲线和应力曲线。7、点击“行波曲线”，同时显示F(t)、ZV(t)、Wu(t)、Wd(t)四条曲 线，继续对其进行深入的分析与处理。如下图：0I8、重新分析F(t)、ZV(t)起始段的一致性，FVX、FMX、FHM的 合理性以及曲线整体的合理性。如果不一致，可使用“菜单”里的“速 度处理”一般来说，如果测试方法正确，它们与Wu(t)、Wd(t)曲线一 道均能被合理地

29、予以解释。速度处理(或查看(刃帮助(也煌值与力相等f尾部自动归零速度曲线幅度上升速度曲线幅度降低速度曲线左移一格速度曲线右移一格前沿増加一个微量加速度前沿减少一于微量加速度 中间増枷一于微星加速度 中间減少一亍微量加速度 尾部増加一于微量加速度 尾部減少一于微星加速度9、波动方程拟合分析要求至少计算至桩底反射出现后约25ms处 或反射出现后3L/C处，但屏幕显示常为约50ms时间段，为此可利用“ = ”/“-”前移F(t)和ZV(t)，减少前沿无关部分，使显示部分满足计 算要求。如桩太大，利用上述指令难以达到要求时，可压缩信号显示 100ms 时间段整体曲线，但拟合分析中，波形记录时间越长，单

30、次计 算耗时就越大，有时显得毫无必要。10、利用“t”和光标移动键，依次定义下行波峰值点、桩底反射 点、下行波起跳点，然后键“Enter”完成CASE法运算，键“w”输 入无扩展文件名(桩号)存盘，将自动转存CCWAPC所需的计算数据。 定义桩底反射点时，必须注意平均波速的具体取值。利用“t “键进行 三点定义，不仅于 CASE 法重要，于拟合分析更为重要，因为它是自 动拟合过程中收敛判断的根本，有些单位拟合效果很差，然而拟合质 量数很低，就是未进行时标定义或定义不当。上述步骤是最基本的，测试正确、实测曲线合理时，可依此进行 但有些时候，因种种原因，F(t)、ZV(t)曲线未必合理。为了波动方

31、程拟 合分析法的顺利完成，对其进行适当调整就很有必要，这里需要强调 的是，各种调整只能由现场实测人员结合现场测试情况、具体施工工 艺记录和工程地质资料进行，而且对每一步调整都应能作出较为合理 的解释。详细步骤如下(接上述步骤9之后)：点击调整速度V(t)和位移D(t)曲线I、，屏幕同时显示能量E(t)和位移D(t)曲线，以及F(t)和 ZV(t)曲 线，分析D(t)和ZV(t)曲线走向，以及F(t)和ZV(t)前沿的正比性；11、如前沿正比性差，可键数下“”/“”，调整ZV(t)前沿，使 F(t)和ZV(t)的前沿在形态上保持一致(柴油锤实测信号一般均需完成 此项作业)；III、如D(t)后端一直为负值，没有出现平坦段趋势(100ms显示时 更易观察)，或 DFIN 与实测贯入度严重不符，这些虽然都很正常，但 仍以进行