美国PDI高应变拟合程序(实测曲线拟合法)capwapc.ppt

capwap introduction capwap isaregisteredtrademarkofpiledynamics inc 2010 piledynamics inc capwapcasepilewaveanalysisprogramsince1969automatic univac until1974interactive varian minc earlypc s automaticandinteractivesince1988 pda用case法对每锤进行计算需与静荷载试验或capwap比较来找出对应的土阻尼系数casepilewaveanalysisprogram dynamictestingandcapwapdevelopedwithnumerouscomparisonswithstatictests capwap是得到广泛应用的实测曲线拟合软件 系统辨识 逆分析 已知输入和输出 下行波和上行波 需辨识系统 即土的静和动模型 所要辨识的系统包括桩和土 桩的参数一般已知因此 往往确定土的参数是主要任务capwap程序的输入包括 量测的力和速度时间曲线桩参数 对打入桩 已知 贯入长度单锤贯入度 setperbloworblowcount 往往难于准确测定 可用激光标定 为什么要进行着这么多计算 为什么不简单地给出所测力vs所测位移曲线 这是因为所测力包括 冲击和波动效应静阻力的影响动阻力的影响 capwap算法 这是一个反复尝试的重复计算过程 第一次尝试 最后的拟合 调整 capwap capwap拟合过程可在计算机上自动完成 capwap方法 1建立桩模型并假设rshaftandrtoe rshaft rtoe 4调整rshaftandrtoe 3比较计算的曲线fc和相应量测的曲线fm 2用以量测的曲线 vm 作为输入 计算另一曲线fc vm fc fm 桩模型 zi 1 zi 1 zi li 分成np个近一米均匀的单元 t li ci 每个单元 波传播的时间一样 为 t 2to 25ms 每个单元的阻抗为zi eiai ci和波速为ci capwap土桩模型 土单元长度 2m 弹簧 静阻力 阻尼器 动阻力 桩单元长度 1m rui qi rt qt ji jt mpl tg rns rns 1 capwap土阻力模型 mt rui qi rt qt ji jt jsk jbt mpl tg ms rns 1 capwap土阻力模型 rns 侧摩阻力 ns单元 massrelatedtocircumferencedamperrelatedtosoilstrength 放射阻尼 us ru s rs 弹限 qs 静侧摩阻力模型 ru nun ru n ru s 卸载弹限 qscs rs rs ut ru t rt 弹限 qt 桩底静阻力模型 卸载弹限 qtct 桩底间隙 tg 在桩侧qu ru 在桩底tg 0forthetoe 常规阻尼 option 0 rd jczv rujsv js jcz ru smith combined option 2 rd rsjsvtruesmithuntilrs ruthentrueviscous capwap阻尼模型 smith option 1 rd rsjsv 阻尼力 rd jvvrd jcasezv jsmithruv 桩单元的速度 v 阻尼系数定义 jsmith jv rujcase jv zjsmith jcasez ru capwap的常用未知数 主要参数rui ns个桩侧阻力 1个桩底阻力ji 1个桩侧阻尼系数 1个桩低阻尼系数qi 加载 1个桩侧弹限 1个桩低弹限 主要修正用参数卸载弹限 1个在桩侧 1个在桩底 1个桩侧卸载极限 共ns 8未知数 capwap数据记录时段 capwap拟合质量判定 capwap拟合质量判定 拟合质量判定参数是计算力和所测力之差的绝对值之和除以最大力值加上惯入惩罚 0 mq period time fm fc fx 计算最终惯入度 所测最终惯入度 1mm 建议的步骤 1 从pda文本中 选一满意的记录2 调整速度曲线 一般可用自动功能 3 建立桩模型 如果是均匀桩 程序自动建立 4 检查并调整土阻力分布5 执行自动capwap ac 6 检查阻尼系数7 调整阻力分布 阻尼系数 弹限 重复以上步骤 可用自动搜索功能 aq 8 检查计算的单锤贯入度 setperblow 9 输出 capwap例 第一次尝试 拟合质量显然不高 输入f 拟合f 输入f拟合v或 输入v拟合f或 best applyinputs calculatereflections 拟合上行波 ru 782kipsrt 68kipsjs jt 05 15s ft jcs jct 75 22 qs qt 10 12 ru 782kipsrt 400kips 增加桩底阻力 ru 782kipsrt 705kipsjs jt 45 02s ft jcs jct 75 22 qs qt 10 12 拟合上行波 ru rt 782 705kipsjs jt 45 02s ft jcs jct 75 22 qs qt 10 12 ru rt 782 702kipsjs jt 29 05s ft jcs jct 50 76 调整阻力分布 prev ru rt 765 686kipsjs jt 26 07s ft jcs jct 44 97 qs qt 06 12 卸载参数 得到满意的拟合 图输出 表格输出 表格输出 case法 极限值表 通常情况下记录的选择 1 数据质量高力和速度曲线比例好低噪声数据 electronicormechanicalnoise 速度曲线归零 积分所得的位移曲线趋向所测惯入力曲线归零升起时间短2 如有疑惑可选多个记录来capwap拟合 2ndtolastblow proportionality okintegration notsogood lastblow proportionalityokintegrationokenergyok checkindividualtraces moderatebending okvelocitiestrack 数据选择 1 高阻力时 贯入度10mm 锤 用输入能量小 力小的记录3 初打桩选择快结束时的数据3 复打桩选择快开始时的数据 数据调整 1 调整加速度 最终速度归零和位移与所观测到的惯入度一致2 有时有必要调整传感器标定值 输入错误或标定误差 和材料参数 如混凝土的波速并不完全知道 3 如不确定 可先作capwap分析 然后根据拟合情况再调整 加速度调整 冲击前压缩速度归零3 最终位移 惯入度 加速度调整 冲击前压缩 0 45g s 加速度调整 速度归零 v a v t t 加速度调整 最终位移 惯入度 d 惯入度 u v d t a v t t 3ms a 5g s t 惯入度 建立桩模型 1 大多情况下 可用1m长桩单元2 对含有较多高频成分的速据 spt 用短桩单元 一般 25m t 05to 06ms 3 大多情况下 可用2m长土桩单元4 如灌入较浅 可用1m土单元 一般不应少于4个土单元 数据调整 用pda w cw注意比例和积分 由算出的和所测得的上行波之差来确定图阻力分布 由算出的和所测得的上行波之差来确定图阻力分布 changed3 163to1004 218to1005 273to100 由算出的和所测得的上行波之差来确定图阻力分布 由算出的和所测得的上行波之差来确定图阻力分布 进一步手工调整 调整其他capwap变量 搜索最佳总阻力 capwap参数 阻尼选项 桩底阻力值 桩底弹限的敏感程度 qt 0 2 0 71 inch 桩侧阻尼的敏感程度 js 0 336 0 200 s ft 桩底阻尼的敏感程度 jt 0 027 0 15 s ft 建议的阻尼范围 输出前 应检查史密斯 smith 阻尼系数 应小于0 4s ft 1 3s m 桩侧和桩底应大于0 03s ft 0 1s m 桩侧和桩底可以调整 检查阻尼 1 如同时在桩侧和桩底高于建议值 如阻力低 因没问题如阻力高 考虑增加阻力 rd 或用辐射阻尼如对该地区没经验 有可能这就是该地区土特点 2 如在桩侧或桩底高于建议值 可将阻力或阻尼在桩侧和桩底之间交换3 如在桩侧或桩底低于0 1s m 减少阻力 rd 可将阻力或阻尼在桩侧和桩底之间交换 输出 表输出 计算出的土模型ri ri ri l ri ai ji qi soilmodelextensions 表输出 extrema casemethod capwap自动功能 acautomaticcapwap afteruserinitialization afcalculateshaftresistanceparametersaqselectandchangecwquantitiesforbmaqchangecurrentcwquantityforbmaq stdchangecwstandardquantities forbmatcalculateasetoftoeparametersardstatic dynamicresistanceexchangeforwithuserinteractionforbmardqquickstatic dynamicresistanceexchange cwstandardquantities ss st qs qt tg un cs ct capwap帮助功能 hccapwapvariablehelphrcapwapresistancevsdisplacementhelphmcapwapmatchsuggestions capwap静力分析选项 extrapolationsmootingusercapacity pebwap分析 pileendbearingwaveanalysisprogramload casemethoddisplacement vtoedt vtoe 2 wd1 rtl zhelpsfindrshaft qtoe jtoe exampleofseveralcapwapanalysesfromboredpiletests 阻力没完全激发 statictest greaterstaticenergy greaterstaticset capwap 阻力没完全激发单锤贯入度很小 如何解决 用更大的锤提高打桩能量注意应力 单锤贯入度没必要超过6to8mm 4 5吨柴油锤 9ft冲程 要求960kips 20吨锤 2ft冲程 要求960kips 其他因素 土阻力丧失空隙水压力增加 液化土疲劳或松弛 如何确定 1 等足够长时间后复打 用开始高能量的锤击数据如惯入度小 并且是钻孔桩 可试用辐射阻尼模型 如惯入度很小 如 2mm 可试将初打结束时的结果和复打开时时的结果叠加 capwap 高估松弛风化的页岩空隙水压力增大用一定时间后的复打来确定 输入能量太大 引起贯入度 8mm 锤 应减小能量来打 单位侧摩阻力8mm 不要用sk capwap 原则 correlationrequiresastaticloadtest continuedcorrelationsassurereliability remember capacitychangeswithtime statictestordynamictestperformedseveraldaysafterinstallationtoallowpileandsoiltoreachfinalstrength testcomparisons capacity logtime davisson sfailurecriterion elasticline correlationonlymeaningfulwhentestsreach failure static davissondynamic 0 1 set failure statictesttofailuremeanstestedtoatleastthedavissonyieldlimit dynamictesttofailuremeansaminimumnetpermanentsetperblowofatleast2mmperblow 24 inchpsc hsiltyandcalcareoussand davisson capwap maxloading afterduzceer saglamar 2002 9 koreanexperience presentedbyprofwoojinlee nov 9 2006 dynamictestresult capwap isgenerallyconservative capwaponaveragelessthandavissondavissongenerallyratherconservativecontinuedsetuponmostpilesafterthedltgroupeffects densifica