基桩动测中低应变反射波法的理论与实践

１前言随着我国经济建设的蓬勃发展，城市高层建筑、地下工程、铁路和公路不断兴建，桩基础以其诸多的优点被广泛应用。然而，桩基础作为隐蔽工程，其质量检测一直是十分棘手的问题。基桩动测技术的广泛应用有效地填补了静力试桩的不足，促进了桩基工程发展的需要。基桩动测技术，根据作用在桩顶冲击能量是否使得桩土间产生塑性变形，分为高、低应变两类方法。低应变反射波法是低应变基桩检测中最为普遍的一种。它适用于检测桩身完整性，推定缺陷类型及其在桩身中的位置，也可以对桩长进行核对，对桩身混凝土的强度等级进行评估。基桩动测技术是一门新兴的多学科的交叉科学，它不仅涉及建筑工程、地质学、材料科学而且是声学、电子技术、计算机技术的综合应用。因此，从理论上和实践上掌握这一技术，是搞好基桩监控和检测的有效手段。２反射波法的基本原理反射波法检测基桩完整性技术是以一维波动理论为基础的。当满足入射波长大于桩径、桩长大于桩径即：λ＞Ｄ、Ｌ＞Ｄ时，基桩可视为一维弹性杆件。我们在桩顶施以激振力时，基桩中将被激发出弹性压缩波，这一纵向弹性应力波具有波的特性，遵循波的传播规律，它以速度Ｃ沿桩身向下传播。根据一维波动理论我们知道，弹性杆中的波阻抗是表征介质材料在动荷...     

小波神经网络在基桩缺陷诊断分析中的应用

将小波分析作为神经网络的前置处理手段，从基桩动测信号小波变换的分量中提取特征，然后将这些特征输入人工神经网络进行训练和分类，进而实现基桩缺陷位置和程度的诊断。仿真试验的结果表明，该方法对桩身完整性的评价是快速有效的，特别是对于多个缺陷的判别较其他方法具有优越性，在此基础上进行了模型桩的现场试验研究。     

机械阻抗式测桩仪

近年来,随着高层建筑业和桥梁建筑业的迅速发展,对地基或桥基的质量提出了越来越高的要求。目前,大量采用桩基础作为建筑结构的基础形式,因此,必须测出打入地下的桩基质量及承载能力。经国内外多年研究,机械阻抗法已成为一种切实可行的桩基动态检验法,它可以对桩土体系响应做传递函数分析,实现桩的无损检测。机械阻抗法测桩是将多台仪器组合在一起来进行。本文介绍的测桩仪是把8088微处理引入测桩系统所研制的一台     

桩基低应变的无损检测特征信号分析

低应变反射波法检测是目前桩基础无损检测方法中的重要方法。基于小波分析处理方法,通过对各种模拟桩基缺陷低应变无损检测的信号进行分析,找出不同类型缺陷的反射信号特征;结果表明:对扩径、断桩、断桩(夹泥)、离析等常见缺陷的桩基低应变检测信号,由于不同缺陷类型对桩底反射信号的吸收与散射程度不同,其3阶小波分析信号的幅值范围呈一定的规律性:"扩径"为-120～120 dB、"断桩"为-100～100 dB、"断桩(夹泥)"为-70～70 dB、"离析"为-60～60 dB;通过与钻孔取芯的方法进行对比试验,验证了该方法的正确性。该研究结果可为检测实践中各缺陷类型的判断提供一个指导性的反射波信号幅值参考范围。     

声波反射法检测基桩完整性的时域曲线实例解析

声波反射法在基桩完整性检测中得到了广泛的应用。本文以吉草高速三期工程为依托,结合现场检测的实践和经验,以实测桩基时域曲线为例,对缩径桩、扩径桩、离析桩、地层反射等典型桩的时域曲线特征进行了分析,并提出了相关建议。     

低应变动测法在桩基质量检测中的应用

桩基低应变法虽简单快捷,但检测过程中影响因素较多,导致桩检人员对桩质量分类不准确.为提高桩检人员技术水平,本文论述了低应变动测法的基本要求和声波传播特性及其在实践中的应用.研究结果表明,均匀等截面杆件的声波传播特性不变;缩颈桩截面阻抗由大变小,入射波与透射波同向,波速增大;扩颈桩截面阻抗由小变大,入射波与透射波反向,波...     

瞬态激励阻抗法桩基质量检测技术探讨

本文在简要介绍阻抗法桩基质量检测发展的历史和工作原理后,说明了瞬态激励的阻抗法桩基检测的形成原因。接着,介绍敲击法桩基检测的几个具体步骤。文章着重讨论了实施该方法中的几个具体技术问题,并给出了和正弦扫频法相比较的测试结果;文中还介绍该方法在实际应用中的优点,并指出敲击法桩基质量检测在实际应用时的限制条件。     

桩身典型缺陷理论响应波形的研究

本文考虑桩和土的阻尼，把桩离散成Ｎ个质量－弹簧－阻尼器系统，列出运动微分方程，求出桩顶的时域响应曲线，当输入各种缺陷（如断裂，颈缩，离析等）时，可得各种缺陷的响应曲线，这些曲线可为桩基检测人员提供参考。以免误判。     

基于相位角变化的桩基缺陷位置识别方法

传统的低应变反射波信号解读方法具有很大的经验性,因而对桩身的缺陷位置常常作出错误的估计。为合理判断桩身缺陷位置,提出一种新的基于相位角变化的桩基缺陷位置改进识别方法。首先,利用解析模态分解定理和递归希尔伯特变换提取了重点关注频带范围内的反射波纯调频信号;其次,对提取的纯调频信号进行小波变换并通过相位角的变化判别桩身缺陷位置;最后,通过王乾1号大桥桩基实测数据验证了所提出方法的有效性。研究结果表明,该方法能够有效判断桩身缺陷疑似位置,为后续的缺陷位置排查提供了便利,但仍需结合其他桩基损伤识别方法和相关工程资料进行验证。     

用超声波波速推定基桩平均波速的研究

针对基桩动测中经常出现的应力波波速难以确定的情况，提出了一种通过测定基桩砼的超声波传播速度间接推定基桩低应变应力波波速的方法，对于特定的基桩而言，超声波波速和动测应力波波速之间存在相关关系，通过一定量的对比试验建立了两者之间的关系式，文中对该方法进行了理论推导和误差分析，并介绍了有关操作技术和工程实例。     

基桩动测技术综述

简要介绍了近代基桩动测方法的发展历史和最近状况、基本原理与主要特点。文中着重介绍了近代主要动测方法，并对基桩动测方法进行分析，提出土阻尼模型的线性假性、机械机制和加载方法。文末讨论了存在问题与发展动向     

阻抗法桩基检测——固定支承法

一、前言经国内外多年研究,机械阻抗法检测钻孔桩完整性、均匀性的问题,不论是在理论上,还是在实际运用上,都已成为一种切实可行的基桩无破损检验方法,有关它的基本原理以及用它检验桩质量的基本理论和效果,国内外均有较多的资料专门介绍。本文就我省采用的机械阻抗法检测系统和检测方法,以及检测的可靠性等问题,作一介绍。     

全系统动态误差建模理论分析与应用

对测量系统进行动态特性和精度理论研究必须建立测量系统的数学模型。针对传统建模方法的缺陷,研究分析了全系统动态误差建模理论与方法,该建模理论与方法充分考虑了系统内部各组成环节的信息,建立的模型能够反映实际测量系统内部各结构单元的传递特性随时间变化对系统测量精度的影响。该建模理论与方法具有普遍的适用意义,不管是动态测量系统还是静态测量系统,用该建模理论与方法都能够建立其全误差模型。最后利用全系统动态误差建模理论与方法建立了测微系统（百分表）的全误差模型,并进行了实验验证。     

全系统动态误差建模理论分析与应用

对测量系统进行动态特性和精度理论研究必须建立测量系统的数学模型。针对传统建模方法的缺陷,研究分析了全系统动态误差建模理论与方法,该建模理论与方法充分考虑了系统内部各组成环节的信息,建立的模型能够反映实际测量系统内部各结构单元的传递特性随时间变化对系统测量精度的影响。该建模理论与方法具有普遍的适用意义,不管是动态测量系统还是静态测量系统,用该建模理论与方法都能够建立其全误差模型。最后利用全系统动态误差建模理论与方法建立了测微系统（百分表）的全误差模型,并进行了实验验证。     

基于压电元件的智能结构系统建模

对配置压电元件作为传感器、致动器的智能结构建模进行了实验研究 ,介绍了压电传感器、致动器原理及其检测、驱动电路 ,阐述了系统建模方法 ,以悬臂梁为例建立了系统的 ARX模型。实验结果表明所建立模型的正确性     

基于混合模型与流形调节的晶圆表面缺陷识别

为了探测和识别半导体晶圆生产线上的晶圆表面缺陷,及时诊断出半导体晶圆制造过程的故障源,提出一套晶圆表面缺陷检测与识别系统。该系统首先采用层次聚类法将晶圆表面的局部缺陷划分为缺陷簇,并提出一种基于轮廓系数标准的最优缺陷簇数目判定方法,提升了缺陷簇识别性能。针对晶圆表面常见的线形、曲线形和椭球形缺陷模式,该系统充分考虑数据在空间子流形上的分布,采用基于流形调节的局部连续高斯模型(LCGMM),同时加入主曲线模型,实现了对晶圆表面局部缺陷模式分布的统计描述建模。在完成初始建模识别的基础上,进一步提出集成LCGMM和主曲线模型的混合模型,对晶圆表面所有的缺陷模式进行建模识别,以提高缺陷模式识别的准确性。通过仿真案例和工业案例的实验结果,证明了该系统的有效性与实用性。     

全自动测量轴圆度的V形法测量系统研究

为了寻找一种结构简单、精度高、造价较低而且能全自动地测量轴圆度的方法,本文根据一般V形法的实际应用及测量精度,对一般的V形法测量系统进行了全自动化研究.本文介绍了V形法的测量原理、数据处理方法、全自动V形法测量系统的研究以及主要单元部件的构成.通过计算机控制、直流伺服电机带动被测轴旋转、计数码盘计算被测轴转过的角度、测微头自动拾取测量数据、计算机计算并输出计算结果,能够实现全自动测量轴的圆度,测量精度可达到十纳米级.     

矿用钢丝绳在线检测技术及其实践应用研究

在简要分析矿用钢丝绳常见损伤形式及其特征的基础上,基于电磁检测技术设计研究了钢丝绳缺陷在线检测系统.将该系统应用到煤矿提升装置的钢丝绳检测中,取得了很好的实践应用效果,能够准确检测到钢丝绳中存在的缺陷数量及其具体位置.在线检测技术的成功实践应用,能显著提升矿井安全程度.     

超声波透射法在桩基检测中的应用研究

桩基作为一项隐蔽工程,具有工序复杂、难度大、不确定因素多的特征,施工过程中容易出现安全隐患,因此桩基检测工作十分关键。基于此,本文就超声波透射法的实际应用概述出发,阐述超声波透射法在桩基检测中的应用,包括桩基内单孔透射法、桩基桩外孔透射法、桩基内跨孔透射法,以供参考。     

考虑非完美维修的多部件系统劣化状态空间划分建模

为了进一步深入研究考虑非完美维修效果的建模方法,利用劣化状态空间划分思想对考虑非完美维修的多部件系统视情机会维修策略进行了统一建模。针对多部件系统,考虑非完美维修效果,制定了基于周期检测的视情机会维修策略,建立了联合劣化状态空间划分模型,给出了所有维修需求组合及其概率计算通式,推导了联合稳态概率密度函数。通过数值实验验证了上述模型及联合稳态概率密度函数求解的正确性,同时定性分析了该建模方法对研究相同多部件系统维修优化建模的有效性,为后续的维修优化研究奠定了基础。