桩基检测实验报告.doc

桩基检测实验报告 班 级： 土木工程0801班 姓 名： 滕 飞 学 号： U200814895 (17) 指导老师： 王 雪 峰 1， 试验目的1），通过试验得到桩敲击后的波形，并学会对试验得到的波形进行时域和频域分析，从而得到桩的一些特征和缺陷。2），桩底和缺陷的识别与计算，包括分析终端、缺陷的程度，从而知道桩的实际长度和缺陷情况。3），讨论震源对试验结果的影响。通过不同的震源得到不同的波形来分析震源对波形的影响，及对试验结果的影响。4），讨论安装。传感器是试验环节中非常重要的一环，通过试验得到安装条件对传感器频响特性的影响。2，试验设备 一段橡胶桩，不同的力锤，加速度传感器，线路，RS-1616KP动测仪。其中RS-1616KP的主要指标如下：采样间隔：1232767s连续可调；采样分辨率：16位；浮点放大：1100倍；定点放大：1，128；采样长度：1kbyte；触发方式：通道触发、外触发、稳态触发；存储方式：16M固态电子盘。3，试验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。假设桩为一维线弹性杆，其长度为L，横截面积为A，弹性模量为E，质量密度为，弹性波速为C（C 2 =E/），广义波阻抗为Z=AC；推导可得桩的一维波动方程：假设桩中某处阻抗发生变化，当应力波从介质I（阻抗为Z1）进入介质II（阻抗为Z2）时，将产生速度反射波Vr和速度透射波Vt。 令桩身质量完好系数 Z1/Z2,则有 缺陷的程度根据缺陷反射的幅值定性确定，缺陷位置根据反射波的时间tx由下式确定桩身完整性判断：类别时域信号特征幅频信号特征：，2L/c 时刻前无缺陷反射波，由桩底反射波，柱底接诊缝排列基本等间距，其相邻频差 L c f 2 /；，2L/c 时刻前出现轻微缺陷反射波，有桩底反射波，桩底接诊缝排列基本等间距，砌相邻频差，轻微缺陷产生的谐振峰与桩底谐振峰之间的频差c/2L；，有明显缺陷反射波，其它特征介于 类和类之间；，2L/c 时刻前出现严重缺陷反射波或周期性反射波，武装底反射波；或印装深浅不严重缺陷是波形呈现低频大振幅衰减振动，无桩底反射波缺陷谐振峰排列基本等间距，相邻频差.c/2L,无桩底谐振峰；或印装深浅不严重缺陷只出现单一谐振峰，无桩底谐振峰。注：对同一场地、地质条件相近、状型和成桩工艺相同的基桩，因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配导致实测信号无桩底反射波时，可按本场地同条件下有桩底反射波的其他桩实测信号盘顶撞身完整性类别。4，结果分析分析实验得到的各种波形图进行分析，分析工具采用的是从武汉岩海公司网站上下载的武汉岩海低应变分析程序。（1），首先进行时域分析，从得到的波形中选取一个效果较好的波形进行分析。 图1 波形图分析：1，得到大概的桩性质：从该波形图可以得出第一个波峰是桩顶。第二个波峰是缺陷处返回的信号，而且为正的故缺陷为缩颈缺陷，得到的是拉力波。第三个波峰是桩底返回的信号，由其为正值也可判断出其为自由端，这与试验事实相符合，因为在试验过程中的确是把桩底提起来悬空而是自由端。2， 分析桩的具体长度：由于桩的材料是尼龙，故可以查阅相关资料知道波在尼龙材料中传输的速度是1600m/s，但应以试验的实际情况为准，因此由分析程序只实际波速为1.57km/s。因此先把桩顶信号处设置为桩顶，即其横坐标时间为0ms。通过移动光标可以得到桩底处时间为1.27ms，即表示桩顶信号传到桩底再反射到桩顶传感器接收，则由公式： 有 从而知道桩长为997mm，这个结果与试验时指导我们的学长说桩长大约为1m这个事实是非常接近的。考虑到一定误差，取整，桩长为1m。3， 分析缺陷的位置：在前面已经分析知缺陷位置为第二个波峰处，而且为缩颈。缺陷位置处时间为0.82ms，则类似的有： 因此得到缺陷位置为距离桩顶664mm处。4，分析缩颈的缺陷程度：由课件P115公式 ，由波形知，于是波阻抗比，于是知道了缺陷上下桩的阻抗比为0.69，但不知道具体是如何缺陷的，只知道整体减小了0.31，比如面积缩小了0.31。（2），进行频域分析：从上图可以看出，则可以根据以下公式得到桩的长度：与时域分析得到的结果进行对比：，误差已经相对比较小了，这说明时域分析和频域分析得到的结果可以相互证明，结果是正确的。在第一个波峰处，即。再将第二个波峰设置为桩顶，得到第二个波峰处，即则平均，故有缺陷位置为：，与时域分析结果相对误差较大，但也能简单地证明彼此的正确性。5, 结果讨论。通过这次试验，课本上的很多知识都可以得到体现。为便于表达，再次逐一给出波形图并给出相应的分析，从而得到一些结论。1），分析不同震源带来的影响： 图2 震源为笔芯得到的波形图 图3 震源为尼龙锤得到的波形图对比以上两个波形图，可以发现用尼龙锤得到的波形图脉冲更宽，从而效果不如用用笔芯得到的波形图。结合课件上给出的知识，在此分析原因：a， 由于桩材料是尼龙，笔芯尖端处是金属，因此笔芯相比尼龙锤与桩的硬度相差更多，因此脉冲更窄；b， 由于笔芯尖端处的面积相比尼龙锤的面积相差更多，因此脉冲也更窄；c， 由于尼龙锤的重量更大，因此其脉冲也更宽。说明：以上分析是仅仅相对于试验尼龙桩而言，而对于工程实际中的桩，通常有以下结论：一般来说，材质越软、碰撞速度越低（提升高度越低）、锤体重量越轻、锤体的重量和几何尺寸与锤击对象间越匹配，信号的脉冲宽度就越大，覆盖的高频成分也就越少。2）， 图4 问题波形图这是一个小组得到的一种波形图，是因为桩底碰到地面了。不但改变了桩的边界条件，而且在碰的过程中也相当于是一个震源，因此就完全改变原来震源得到的波形图。3），另外有一个上下不断振荡的波形图，得不到桩的信息。但是该波形图没有保存下来，老师分析说这是牙膏放少了，加速度传感器与桩身没有连接好，从而感应桩的震动较弱。6, 图表在时域分析和频域分析时已经给出了各种波形图，在此不再列出。7, 试验心得通过这次试验总算把这门课程学的知识整理了一下，以前上课总是零散的学一些知识。这门课程与大二大三学的一些专业课基本上没有关系，大学物理和微积分也因时间比较长而逐渐淡出了脑海。因此，在刚开始上课一直处在云里雾里，最大的感触就是一个字：散，而且工程经验特别重要。不过，慢慢在老师的反复讲解下终于慢慢开窍了，了解了一些最基本的理论知识，将各个零散的知识点串联在一起了。虽然我以后很有可能不会从事这个领域，但通过这门课还是开拓了视野，也对桩和动态检测的基本理论知识了也有了基本的