高应变概论教材课件

1、高应变法检测技术1高应变法检测承载力的原理；2高应变法现场检测技术及注意事项；3实测曲线拟合法分析技术；4高应变法测试桩身完整性实例及分析；5高应变法测试单桩承载力实例及分析。高应变法检测技术1高应变法检测承载力的原理；高应变法是动载荷试验；什么是高应变动力试验法？冲击下的桩身瞬时动应变峰值要和静载荷实验至极限承载力时的静应变值大体相当。高应变法是动载荷试验；什么是高应变动力试验法？冲击下的桩身瞬以锤击方式提供动荷载锤击桩顶时的速度为：h（落距）mgh（势能）(1/2)mv2（动能）锤击结束时的速度为：以锤击方式提供动荷载锤击桩顶时的速度为：h（落距）mgh（势锤击脉冲 与 锤击力t0tzt=

2、2(tp-t0)46ms 0.0040.006s百倍动力放大是什么意思？tp锤击脉冲 与 锤击力t0tzt=2(tp-t0)46重锤冲击下的桩头阻抗的概念应力波的传播与桩身应力、应变重锤冲击下的桩头阻抗的概念应力波的传播与桩身应力、应变高应变试验目的和做法以动态（快速）加荷激发的动态阻力推算出静载荷下的静阻力。极限承载力与极限岩土阻力。独立的目的：了解桩土相互作用的机理。与位移有关的岩土阻力（静阻力）。与运动速度有关的岩土阻力（阻尼力或动阻力）。加载与卸载。高应变试验目的和做法以动态（快速）加荷激发的动态阻力推算出静一维应力波下行压力波（受压为正，向下为正）。土阻力引发的上行压力波；阻抗引发的

3、上行波；桩顶附近的杂波。桩底附近的特殊性。FZV 曲线上行波与下行波一维应力波下行压力波（受压为正，向下为正）。下行波（WaveDown）锤击作用于桩顶，产生下行压力波。上行的压力波，在自由桩顶的反射产生下行拉力波。下行波（WaveDown）锤击作用于桩顶，产生下行压力波上行波（WaveUp）土阻力作用产生的上行压力波桩身阻抗变化产生的上行波。上行波（WaveUp）土阻力作用产生的上行压力波桩顶、桩底、阻抗变化Z=F/V桩顶、桩底、阻抗变化Z=F/V计算图式波的传播t2L/cL计算图式波的传播t2L/cL动测曲线的现场判别kNms动测曲线的现场判别kNms检测数据的获得锤（锤体、锤导架、脱钩装

4、置）锤击（充分、安全，重锤低击）加速度传感器应变环传感器的安装工艺检测仪器和采集软件（程序）参数的设置检测数据的获得锤（锤体、锤导架、脱钩装置）锤击充分的判断锤重标准贯入度标准桩顶速度（应力）标准桩顶回弹时刻标准桩底土阻力反射标准重锤低击原则锤击充分的判断锤重标准锤击安全性限制落高的限制规则桩垫的选择规则桩头加固的重要性（做法）桩顶速度（应力）标准Vmx=(13)m/s 短端承桩的特殊性具体情况具体分析的重要性锤击安全性限制落高的限制规则加速度传感器压电晶体顺压电效应（piezoelectric effect）传感器结构频率响应问题高阻抗输出问题积分常数安装设置灵敏度系数（标定常数）加速度传感

5、器压电晶体顺压电效应（piezoelectric工具式应变环（传感器）电阻应变片电桥 (Wheatstone bridge)桥压量程静标动用安装（表面处理与选择、预置膨胀螺栓）设置灵敏度系数（标定常数）工具式应变环（传感器）电阻应变片检测仪器JG/T3055-1999 基桩动测仪采样点数、采样频率与总采样时间滤波（高通、低通、抗混）增益（或其他放大倍数）触发电平与延迟点数模拟信号与数字信号（A/D变换）检定（JJG00031996、JJG9301998）检测仪器JG/T3055-1999 基桩动测仪参数设置桩长、波速检测截面的波速Cm、平均波速Ca重度r（容重、质量密度）传感器安装截面的面积弹

6、性模量和阻抗的计算CASE阻尼系数 Jc选择信号采集后的回显参数参数设置桩长、波速CASE法分析桩身是一根一维弹性杆，全桩阻抗恒定；土阻力产生的上行波早于桩底反射；静阻力采用刚塑性模型（恒为极限值）；动阻力采用粘滞阻尼模型,只作用于桩底；散逸、损耗等忽略不计；不能满足简化假定时，Jc （CASE 阻尼系数），实际上成为经验系数。CASE法分析桩身是一根一维弹性杆，全桩阻抗恒定；总阻力公式(Case-Goble 公式)阻尼系数法(RSP)静阻力计算总阻力公式(Case-Goble 公式)阻尼系数法(RSP)实测曲线拟合法法分析（CAPWAPC 法）拟合法才是高应变动测的正规分析方法；拟合法需要

7、“拟合软件”，人机交互分析；拟合法的模型： 桩身模型 土对桩的作用模型 波动过程的差分计算拟合分析的过程是用（试算法）解方程的过程；寻找合理的近似解。实测曲线拟合法法分析（CAPWAPC 法）拟合法才是高应变桩身模型表现为阻抗变化桩身分段：约 1m 左右一段、等时分段。内阻尼松动（或裂隙）附着质量（或土塞）阻抗增大与减小对曲线影响的灵敏度不同桩身模型表现为阻抗变化高应变概论教材课件土的静阻力模型理想弹塑性模型总极限阻力RU桩侧总极限阻力RS各计算单元的极限阻力RI各计算单元的临塑位移QI桩底的极限阻力RT桩底的临塑位移QT土的静阻力模型理想弹塑性模型高应变概论教材课件土的动阻力模型线性的黏滞阻

8、尼模型1、黏滞阻尼2、CASE阻尼3、Smith阻尼桩侧的JI和桩端的JT土的动阻力模型线性的黏滞阻尼模型高应变概论教材课件拟合分析要点分析前的数据修正拟合方向拟合质量系数开始信号的峰值峰值时刻峰值时刻2Lc（桩底）桩底桩底(6ms8ms)曲线尾部拟合分析要点分析前的数据修正高应变概论教材课件拟合分析技巧正作用还是反作用参数参数的影响区段参数的影响特点手动拟合与自动拟合的运用参数合理范围的判断对所谓 “经验” 的看法拟合分析技巧正作用还是反作用参数拟合法结果的报告满足设计要求极限承载力与极限岩土阻力模拟QS曲线桩身阻抗分布图与完整性桩身有缺陷的桩安全度拟合法结果的报告满足设计要求检测方案设计的

9、概念多次锤击的调度策略综合信息分析与判断打入桩收锤阶段监控数据的分析高应变与JGJ1062003建筑基桩检测技术规范打桩监控与WEAP分析WEAP分析与桩的设计检测方案设计的概念多次锤击的调度策略高应变的规范化进程JGJ 106-2003（中国）（89暂行规定、97规范）ASTM D4945-89（美国标准）ISSMFE（国际土力学基础工程学会）EUROCODE7(欧洲地基基础规范)英国、荷兰、瑞典、德国、澳大利亚、挪威、丹麦 等 （没有 法国、日本）巴西、韩国、马来西亚、泰国、南非科威特高应变的规范化进程JGJ 106-2003（中国）（89暂行历史回顾(1) 动力打桩公式 （桩假定为刚体，

10、依据能量平衡原理产生的一系列方法误差过大） R.D. Chellis 桩基础 38个工程新闻编辑 450个 (2) 1931年 D.V. Isaac 指出打桩时发生的波动作用；(3) 1938年 E.N. Fox 将波动方程应用于打桩的分析方法（简化计算，过于简化了）；(4) 1955年 E.A.L. Smith Impact and Longitudinal Wave Transmission(5) 1960年 E.A.L. Smith Pile Driving Analysis by the Wave Equation ，以波动方程进行打桩分析；(6) 1965年 前后，数学上关于差分计算

11、的进展 差分格式和适定性的研究，算法和计算机结合。（1954，LX 格式，1960，LW 格式，1967，初值问题的差分方法）(7) 1970年 G.G. Goble CASE 技术学院的主要研究人员，创建 Pile Dynamics, Inc 即 PDI 公司。(8) 1975年 G.G. Goble et al. Case Western Reserve University, Cleveland, U.S.A. Bearing Capacity of piles from Dynamic Measurements, Final Report. 动测方法确定桩承载力，总结报告。(9) 1980年 瑞典皇家工程科学院桩基研究委员会 “关于根据试桩方法确定桩基设计安全系数的建议”：规定采用高应变动力试桩法（随机抽样 25% 作 CASE 法分析且部分作 CAPWAP 分析）时，设计安全系数可以取 2.0 。(10) 1989年 美国 公布了 AST