高应变动力检测的基本原理

高应变动力检测的基本原理高应变动力试桩法作为基桩检测确定单桩承载力的最有前途的新技术,以其快速、经济、可靠等特点得到广泛应用。尤其是在大直径大吨位的桩基工程检测中发挥了巨大作用。克服了静载试验的周期长、费用高、检测项目少、静载荷不可能太大等缺点,已部分取代了传统的静载试验。而作为现场把握采集数据可靠性和基桩承载力的高应变（CASE法），自30年代产生以来，已成为髙应变动力试桩的主导方法之一,地位与作用极其重要。随着建设部《基桩高应变动力试验规程》JGJ106-97的颁布实施，髙应变动力试桩的地位将更加巩固和提髙。CASE法是通过一维波动方程计算，而获得岩土对桩的支承阻力的最常用的髙应变动力试桩方法。1、基本模型（1） 、基桩模型Case法将桩视为一维均质连续的弹性体，基本上不考虑桩身缺陷影响，应变与质点速度之间满足协调方程。（2） 、桩周土动力模型为排除动力试桩过程中土体的动力效应，Case法假定土的动阻力全部集中于桩尖，且与桩尖速度和广义波阻抗成正比。（3） 、桩周土动力模型为排除动力试桩过程中土体的动力效应，Case法假定土的动阻力全部集中于桩尖，且与桩尖速度和广义波阻抗成正比。2、基本原理高应变动力试桩的基本原理:用重锤冲击桩顶,使桩-土产生足够的相对位移,以充分激发桩周土阻力和桩端支承力;通过安装在桩顶以下桩身两侧的力和加速度传感器接收桩的应力波信号;应用应力波理论分析处理力和速度时程曲线来判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。CASE法承载力计算:桩身受一向下的锤击力后，桩身向下运动，桩身产生压应力波P（T）,在桩身的每一载面Xi处作用有土的摩阻力R（I,t），应力波到达该处后产生生一新的压力波向上和向下传播。上行波为幅值等于1/2R（I,t）的压应力波，在桩顶附近安装一组传感器，可接收到锤击力产生的应力波P（T）和每一载面Xi处传来的上行波。同样，下行波是幅值为1/2R（I，t）的拉力波，到达桩尖后反射成压力波向桩顶传播，到达传感器位置后被传感器接收，这些波在桩身中反复传播，每到传感器位置时均被传感器接收，在公式的推导过程中不考虑应力波的传播过程中能量的耗散，可得桩的静极限承载力式中（图1）,Rc—由CASE法判定的单桩极限承载力实测值（kN）；

Jc—CASE法阻尼系数；t1—速度峰值对应的时刻(s)；F(tl)—tl时刻测点处实测的锤击力(kN)；V(t1)—tl时刻的质点运动速度(m/s)；Z—桩身截面广义波阻抗(kN・s/m)；A—桩的截面积(m2)；L—测点下桩长(m)CASE法完整性分类:桩身完整性分类评价如表1所示：桩身完整性分类评价表 表1t-tt-tx=c12000,式中:—桩身完整性系数；tx缺陷反射峰所对应的时类别B值桩身完整性评价I0=1.0完整桩II0.8WBV1.0轻微缺陷桩III0.6WBV0.8明显缺陷桩IVBV0.6严重缺陷桩_[F(t)+Z•V(t)]-2R+[F(t)-Z•V(t)]P= 1 1 x x x-其中，桩身完整性系数 [F([)+Z•V([)]-[F(t丿—Z•V([)]刻(ms)。