公路检测技术模块高低应变法检测课件

模块7-3高低应变法检测授课教师：朱明栓副教授公路检测技术基础理论--应力波理论1、概念应力波：当介质的某个地方突然收到一种扰动，扰动产生的变形会沿着介质由近至远传播开去，这种扰动传播的现象称为应力波。波阻抗：Z=ρcAρ：密度；c：应力波速；A：桩横截面积2、应力波传播模型

想得出的结论：由于阻抗变化，引起入射波与反射波方向的关系（1）在自由端完整桩中的传播（空气中）模型1：

结论：同相2、应力波传播模型（1）在自由端完整桩中的传播（空气中）模型2：结论：

同相2、应力波传播模型（1）在自由端完整桩中的传播（空气中）桩模型：（1）在自由端完整桩中的传播（空气中）模型表明高阻抗低阻抗当应力波从硬材料软材料反射波与入射波同相大截面小截面由此可以类推：当桩身出现缩径、离析、断裂、夹泥、空洞、断裂，嵌岩桩桩底沉渣，摩擦型桩桩底，预制桩脱焊、虚焊、不良焊接等缺陷时，反射波与入射波同相。2、应力波传播模型（2）在固定端完整桩中的传播模型1：结论：

反相2、应力波传播模型（2）在固定端完整桩中的传播模型2：结论：

反相2、应力波传播模型（2）在固定端完整桩中的传播桩模型：（2）在固定端完整桩中的传播模型表明低阻抗高阻抗当应力波从软材料硬材料反射波与入射波反相小截面大截面由此可以类推：当桩身出现扩径、桩底嵌岩良好时，反射波与入射波反相。另外：混凝土质量变化、土层变化也会引起反射波的变化。桩基高应变动力检测（一）目的

1、判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求；

2、检测及判定桩身完整性；

3、分析桩侧和桩端土阻力；

4、预制桩打桩监测。

（二）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，从而判定桩的承载力和评价桩身质量完整性.现场检测

桩基动力检测是指在桩顶施加一个动态力（可以是瞬态冲击力或稳态激振力）。桩土系统在动态力的作用下产生动态响应信号（位移、速度、加速度信号），通过对信号的时域分析、频域分析或传递函数分析，判断桩身结构的完整性，推断单桩承载力。根据作用在桩顶上的动荷载能量能否使桩土之间发生一定弹性位移或塑性位移，把动力测桩分为低应变、高应变两种方法。低应变作用在桩顶上的动荷载远小于桩的使用荷载，能量小，只能使桩土产生弹性变形。桩基低应变动力检测低应变动测技术反射波法机械阻抗法水电效应法动力参数法共振法球击法青藏线基桩检测

反射波法一、目的：检测桩身完整性，判定桩身缺陷程度及位置二、定义反射波法：通过对桩顶施加激振能，引起桩身及周围土体的微幅振动，用仪表记录桩顶的速度与加速度，利用应力波理论（一维波在直杆中的传播规律）对结果加以分析。原理基桩反射波法检测桩身结构完整性的基本原理是：通过在桩顶施加激振信号产生应力波，该应力波沿桩身传播过程中，遇到不连续界面（如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷）和桩底面时，将产生反射波，检测分析反射波的传播时间、幅值和波形特征，就能判断桩的完整性。1、桩头处理：凿掉浮浆、打磨平整、桩头干净干燥2、传感器安装：（1）安装位置（2）采用橡皮泥、口香糖、黄油、牙膏、石膏等粘结，粘结层尽量薄，不应采用手扶式检测过程（1）激振位置：桩顶中心部位，避开主筋（2）激振源选择：桩身固有频率与桩长、缺陷深度与程度、桩底情况等有关。长桩固有频率低、短桩高；摩擦桩固有频率低、端承桩高。激振频谱与桩身频谱特性匹配是获得好的应力波信号的前提。

①用宽脉冲获取桩底或桩下部缺陷反射信号

低频：聚乙烯、尼龙、橡胶、木棒等（大质量）②用窄脉冲获取桩身上部缺陷反射信号高频：铁、钢、铝、铜锤、钢杆（管）等（小质量）（3）激振方向垂直于桩面，锤击干脆，形成单扰动3、激振（1）根据桩径大小，对称布置2-4个监测点，每个检测点记录有效信号不宜少于3个（2）较好波形特征①波形重复性好②真实反映桩身实际情况，完好桩桩底反射明显③波形光滑，不含毛刺或震荡波形④波形最终归零4、信号采集目前倾向于低应变法仅能检测桩身完整性桩身完整性定义桩身完整性类别是按缺陷对桩身结构承载力