应力波原理题库和答案

第 1 页 共 16 页一、填空题（20 分，每题 2 分）（1） 低应变动测反射波法是通过分析实测桩顶速度响应信号的特征来检测桩身的完整性，判别桩身缺陷位置及影响程度。（2） 公路工程基桩应进行 100%的完整性检测，各种方法的选定应具有代表性和满足工程检测的特定要求。（3） 重要工程的钻孔灌注桩应埋设声测管，检测的桩数不应少于 50%（4） 对混凝土灌注桩，传感器宜安装在距桩中心 1/22/3 半径处。当桩径不大于 1000mm 时不宜少于 2 个测点，当桩径等于或大于 100cm 小于150cm 时，每根桩不宜少于 4 个测点,每个测点重复检测次数不应少于 3 次。（5） 根据我国基桩检测的有关规范，检测桩身完整的测试方法有低应变法、埋管超声法，钻孔取芯法，测试桩极限承载力有高应变法和静载荷法（6） 影响桩土荷载传递的因素有桩侧土和桩端土的性质，桩身砼刚度和桩长径比。（7） 低应变动测时，桩顶受力所产生的应力波，迁到桩身波阻抗变化时，将产生波的 反射 和透射。（8） 当桩身存在着离析时，波阻抗变化主要表现为 C 的变化 当桩身存着缩径时，波阻抗的变化主要表现为 A 。（9） 如果嵌岩桩存在着较厚的沉渣，表现在低应变曲线可见到桩底反射，而且它与入射波同相。（10） 基桩动测技术规范中，对桩身完整性类别分为 4 类，如桩身存严重缺陷，对桩身结构承载力有严重影响的为 类。（11） 低应变动测反射波法是通过分析实测桩顶速度响应信号的特征来检测桩身的完整性，判别桩身缺陷位置及影响程度。第 2 页 共 16 页（12） 公路工程基桩应进行 100%的完整性检测，各种方法的选定应具有代表性和满足工程检测的特定要求。（13） 重要工程的钻孔灌注桩应埋设声测管，检测的桩数不应少于 50%（14） 对混凝土灌注桩，传感器宜安装在距桩中心 1/22/3 半径处。当桩径不大于 1000mm 时不宜少于 2 个测点，当桩径等于或大于 100cm 小于150cm 时，每根桩不宜少于 4 个测点,每个测点重复检测次数不应少于 3 次。（15） 根据我国基桩检测的有关规范，检测桩身完整的测试方法有低应变法、埋管超声法，钻孔取芯法，测试桩极限承载力有高应变法和静载荷法（16） 影响桩土荷载传递的因素有桩侧土和桩端土的性质，桩身砼刚度和桩长径比。（17） 低应变动测时，桩顶受力所产生的应力波，迁到桩身波阻抗变化时，将产生波的 反射 和透射。（18） 当桩身存在着离析时，波阻抗变化主要表现为 C 的变化 当桩身存着缩径时，波阻抗的变化主要表现为 A 。（19） 如果嵌岩桩存在着较厚的沉渣，表现在低应变曲线可见到桩底反射，而且它与入射波同相。（20） 公路工程基桩动测技术规程中，对桩身完整性类别分为 4 类，如桩身存严重缺陷，对桩身结构承载力有严重影响的为 类。（21） 低应变法适用于检测混凝土桩的 桩身完整性判定桩身缺陷程度及位置。（22） 低应变法信号采集时，应根据桩径大小。桩心对称布置 24 个检测点，每个检测点记录存放信号数不宜少于 3 个。（23） 对某一工地桩身平均波速确定时，应选取已知桩长和桩底反射信号的 5 根类桩参数计算。第 3 页 共 16 页（24） 当采用低应变法或声波透射法检测桩身完整性时，受检桩的混凝土强度至少达到设计强度的 70 且不少于 15MPa 。（25） 设计等级为甲级或地质条件复杂时，低应变法抽检桩数量不应少于总桩数 30 且不得少于 20 根，其他桩基工程的抽检桩数量不应少于总桩数 20 且不少于 10 根。（26） 混凝土桩的桩身完整性抽检数量时，柱下三桩或三桩以下承台的抽检数不得少于 1 根 。（27） 当采用低应变、高应变和声波透射法抽检桩身完整性所发现、类桩之和大于抽检桩数的 20 时，宜采用原检测方法继续扩大抽检。二、 选择题（20 分，每题 2 分）1、一根弹性杆的一维纵波速度为 3000m/s，当频率为 3000Hz 的下弦波在该杆中传播时，它的波长为（A）A 1000mm B 9000mm C 1mm D 9mm2、一根 为 377mm 长 18m 的沉管桩，低应变动测在时城曲线中反映在的桩底反射为 12ms，其波速为（B）A 3200m/s B 3000m/s C 1500m/s3、一根 为 377mm 长 18m 的沉管桩， （同上 2 题工地桩）对实测曲线分析发现有二处等距同相反射，进行频率分析后发现幅频曲线谐振峰间频差为250Hz，其缺陷部位在 （B）A 4m B 6m C 8m D 12m4、桩身缺陷在实测曲线上的表现是 D 桩身扩径在实测曲线上的表现是 B A力值越大，速度值越大 B力值越大，速度值减小C力值减小，速度值减小 D力值减小，速度值越大5、对于应力波反射法，要检测桩身深部缺陷，应选用 B+C 材质锤头，它可产第 4 页 共 16 页生较丰实的 F 信号；欲提高分辨率，应采用高频成分丰富的力波，应选用 D 材质锤头。A.硬橡胶 B.木 C.尼龙 D.铁 E.高频 F.低频 G.宽频6、桩动测法的波速 C 指的是（D）A. 测点处的波速 B.桩全长的平均波速 C.桩入土深度的平均波速 D.测点下桩长平均波速7、满足一维应力波理论的条件是（B+D）A. D B. D C. D D. L E. L F. L （-波长，D-桩径，L-桩长）8、在进行低应变检测桩的完整性时，宜在成桩几天后进行（C） 。A、3 天 B、5 天 C、14 天9、对某一工地确定桩身波速平均值时，应选取同条件下不少于 几根类桩的桩身波速参于平均波速的计算（C） 。A、2 个 B、4 个 C、5 个10、低应变检测中一般采用速度传感器和加速传感器，加速度传感器的频响特性优与速度传感器，其频响范围一般为（C） A、0-KHz B、0-2KHz C、0-5KHz11、一根弹性杆的一维纵波波速为 3000m/s，当频率为 3000Hz 的正弦波在该杆中传播时，它的波长为_A_。A.1000mm； B.9000 mm； C.1mm； D.9 mm。12、当采用频域分析时，若信号中的最高频率分量为 1000Hz，则采样频率至少应设置为_。A.1000Hz； B. 1500Hz； C.2000Hz； D. 5000Hz。13、反射波法测桩用压电加速度计（阻尼可忽略不计）的可用频率上限为 _。A.小于加速度计固有的 50%； B.小于加速度计安装谐振频率的 50%；C.小于加速度计安装谐振频率到 20%30%； D.小于加速度计固有频率的第 5 页 共 16 页30%40%。14、当桩顶作用于一个正弦激振力时（假设桩材为均匀线弹性） ，一维应力波理论能适用于桩的前提是 D 。A.桩长度远大于桩径； B.激振力波长远大于桩径； C.激振力波长等于桩径； D.同时满足 A 和 B；E.同时满足 A 和 C。15、对输入的半正弦脉冲，经响应测量传感器接收并输出的波形产生明显的负向过冲，则说明该传感器 。A.高频响应不足； B.阻尼过大； C.低频响应不足； D.欠阻尼。四、问答题（共 30 分，每题 10 分）1、在工程桩低应变检测中，对于长桩、大桩和嵌岩桩，应采取哪几种测试技术并说明作用？答：1）对于长桩，应采用高能量低频锤头锤击，使应力波传播远一些可以反映深部缺陷和突出桩底反射，从而判断其嵌岩效果。2）同时应采用低能量高频锤头，使提高激振频率降低激震波长，提高对桩浅部的分辨率，使其能突出桩浅部缺陷信号。3）应将传感器放置 1/22/3 桩径处，确保良好藕合，以减少面波和钢筋笼的影响。2、某桩基检测单位在对某公路工程进行检测，桩长为 54.8m,桩径为 1.2m，桩端进入中风化凝灰岩，采用 4 磅铁锤和不带耦合剂的加速度传感器，传感器安装在桩中心，其测试波形桩底反射不明显。问：该单位测试方法是否正确，应采取哪几种测试技术并说明作用？答：1）对于长桩，应采用高能量低频锤头锤击，使应力波传播远一些可以反映深部缺陷和突出桩底反射，从而判断其嵌岩效果。2）同时应采用低能量高频锤头，使提高激振频率降低激震波长，提高对桩浅部的分辨率，使其能突出桩浅部缺陷信号。3）应将传感器放置 1/22/3 桩径处，确保良好藕合，以减少面波和钢筋第 6 页 共 16 页笼的影响。 、3、某工地桩径 1.2m，桩长 52m，桩动测的曲线反映在 21m 处有明显的低频的同相反射和 23m 处有一反相反射并未见到桩底反射，该桩应如何判断它的缺陷，应如何建议建设单位和设计处理该桩的缺陷。答：采用低应变动测法在 21m 处发现明显的低频同相反射，说明有较明显的缺陷强反射波被传感器所接收并非为轻微缺陷能引起的缺陷信号，故应足够重视，应判断为明显缺陷，加之信号频率较低，可能属离析所致，应建议取芯验证（2-3 孔）4、低应变测桩时，如果测振传感器安装点与激振点保持一定距离，则测得的一维纵波速比真实的波速高还是低？如果桩身有较大的截面变化，则测得的波速比真实的高还是低？（4 分）5、 反射波法测试波形中叠加的谐波振荡可能是由哪些原因造成的？（6 分）6、设 200mm 模型桩的桩身一维纵波波速为 4000m/s。若距桩顶下 2m 处桩身存在严重缺陷，低通滤波的截止频率设置在 1kHz、2kHz、3kHz 或是更高些好？请说明理由。 （6 分）第 7 页 共 16 页4、浅部或极浅部严重缺陷桩的波形特征是什么？根据激振条件，说明如何选择测量传感器。 ） （6 分）5、如何判定桩身缺陷的性质（混凝土缩颈、夹泥、松散、裂隙等）？（6 分）五、曲线判断题（15 分） （每题 3 分）1、某桥钻孔灌注桩，桩径 1000mm，桩长 29.2m，桩底嵌入中风化基岩。第 8 页 共 16 页该桩桩身完整，在 10.0m 左右存在扩径现象。但桩底见同相反射，说明沉渣较厚，对承载力有影响。2、某桥钻孔灌注桩，桩径 800mm，桩长 33.0m 桩底嵌入微风化基岩。该桩自入射波及后枝存在着低频反映，说明桩头疏松，无法反映桩身的实际情况，建议凿去桩头至新鲜砼面后重新测试。3、某桥钻孔灌注桩，桩径 800mm，桩长 33.0m 桩底嵌入微风化基岩。该桩头近 1.0m 左右，存在明显同相子波，说明桩头该处有明显缩径或夹泥现象，建议开挖验证。4、某桥钻孔灌注桩，桩径 1000mm，桩底反射得到的波速为 4328m/s，问桩的缺陷，并估算设计桩长（砼强度为 C30） 。第 9 页 共 16 页该桩基本完整，桩低同相反射明显，说明桩在此部位已属桩底，根据波速反映，明显与实际桩长不符，估算实际桩长在 26.6-27.4m(波速按3600-3700m/s 计),桩短 5m 左右,5、某桥防洪堤钻孔灌注桩，桩径 1000mm，桩长 43.5m，护筒直径 1200mm，长 2.00m。该桩在 2.0m 处有明显的同相反射是属护筒的扩大桩长影响之故, 10.6m 处有一甚低频同相反射,且有多次反射子波,属离析桩。6.某工地桩径 0.8