经典低应变反射波法的基本原理

低应变

一,应变反射低法波的基原本理 低应反变波法射是一维弹以性平杆应力面波波理动为基础的.论 将身假定桩一维为弹 杆件性桩(>>直径长),在顶桩击锤作用力下产生一压,波缩,桩沿向下传播,当身身桩在存明显的波 抗 Z阻变化 面时界 ,将生产反和射射波,透 反的相射和位值大幅小波阻由 Z抗 化变 决. 桩身波定阻 Z抗 桩的由横截积面A 桩,材身密料ρ等度定决:=ρCAZ假 在设基中桩某存在处个一阻抗波化界变,界面面部波上阻抗 1=ρ1CZ1A1上部波, 抗阻 Z=22C2ρ2A .当① Z=Z1 时,表2示截桩均匀面无缺,.陷 ②当Z 1>Z 时2,表示在 应相位置在截存面缩小或砼量较质等差缺陷,反射波速 信度与 入号波速射信度相位一号.致③ 当Z 1<2 Z时,示在表应位置相在存扩,反射波与径射入波速信度号相相反. 当位桩身在存缺陷, 时根缺陷反射据时刻波桩与顶击触发时锤刻的差△值t 和桩传播速 度身 C 推算缺陷位置来 L: Lxx=△C/t2 二低应,变射反法的波个建几 1,桩头 直接在素混议土(凝浮)浆进行上试测结,果论怎无么变改感传器及以感传器的安装, 论怎么改无振变源测试,信都号理想不往往,测试信在的浅层部号位在存严较重反向的冲. 脉般一况情下桩,头处理以露的新鲜含骨出的料混土凝面止,为而要且量尽整平干,(桩头 不净破碎要,要有杂物,不不有要);这水可通过随身以带携凿子凿平以装安和锤击点或点委 托施工在方测试前帮忙进行头处理,这桩样利有于传感器安装和的力棒锤的击.2 传感器 ,传器的安装对现感场信号的采影集响大,较理上传感器论越轻,贴越近面,桩桩与之面 间触刚接度大, 传越特性越好递 测,试信号也接近桩面的越点质动. 振所动有均测求要如此.对 实桩的测试,传感器安心装位置宜距桩心为 /23~/4 半3处径;对心空桩的试,锤 测击与点传器感安位装置在同宜一水平面,且与上中桩心连形成线 09°夹,传感器安装角位 宜为桩置厚壁 的/21 .处传感 器的装技巧安以耦及合剂的选对择加速计和高阻度尼速度计很要.重 安之前, 装应 找到1-2 块 整平(不太平整面时可斧用头, 凿子等具修理工或调好的用石膏填充); 装安面 灰时,应吹尽有揉,尽或洗以确尽安装时粘接保紧. 密桩不头时平 以石膏,安最好装 稠度低.的黄油 油性橡皮泥, ,性低的粘香糖和泡泡口糖,颗 粒粗的土均不粘使用. 能一种罐有装橡泥弹性太好,皮 它用装传感器安往有寄生振荡往 存在,不人吃少过方这的面亏下,列几耦合种值得剂用选①:膏:牙干方净,便快速实;② 黑色黄用油(或粘性好黄油)的凡或士:粘林好的黄性油经实济,用但太脏,夏效天亦果甚不理 ;想凡士经济林用,实干较净③粘性好;,性差弹橡皮泥,以的成捏用力扔团墙到不上掉下 选择

为标准④石膏;:较合于适不整的平头;口桩香糖:用加口后使工.用 可以置粘多接剂于装面,然后安单向方力用旋传转器,使其紧贴安装面感加.速度的计 质量轻较安,装应后止倾倒,石防粘膏接时应待还凝固其.传感是器装好否,可用指弹方式 断,如果判弹敲侧(面劲可太不大)纹丝动不说明已,装好.打眼经装速度计安时,要将不 中孔灰吹的,应掉到恰好处将锥地杆尽形量部全楔,并利用入砼灰合耦力单用向方旋,转直 牢固时至止为 有的.试人员为测测了简便,试经常 不耦合剂用少用耦或合剂 ,使耦合致的剂作减少或 消用,导失致测试号振信很荡显,明利于不基对的分析判桩,断这样不可取是的.传感 器经安后装,般存在一谐,振精确测幅量时,值其试测范往往围至取装谐安振率频的

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的1/3乃至1/5以下。以加速度计为例，如其安装谐振频率为14kh，则频率上限只能达到3-4kh。由于桩基动测对幅值的定量要求不高，可以放宽限度，但也绝不能使谐振频率接近甚至位于要求的频率范围内。然而，地震检波器的使用者却不同程度地犯了这个错误，以28hz和38hz的速度检波器为例，研究表明，当锥形杆被手按于混凝土表面，且用铁锤激发时，谐振频率在830hz左右；通过钻孔方式将锥形杆紧紧地全部插入孔中或取下锥形杆用石膏粘固在混凝土表面时，如用铁锤敲击，谐振频率多在1200hz以上，此时如用尼龙锤或铁锤垫橡皮等低频锤敲击则可完全排除安装谐振频率的影响。显而易见，正确安装方式应以后者为宜。

理论推导表明，传感器的安装谐振频率与传感器的安装刚度和传感器底座质量有关。一般可以减化理解为：安装刚度越高，基座质量越小，安装谐振频率就越高，而安装刚度与安装的松紧程度、传递杆（锥形杆）长短有关。正因如此，一般要求取消锥形杆（或全部埋入被测连续介质中），也要求传感器基座越轻越好。

对于位移型惯性传感器而言（如速度计），安装谐振频率有f1，f2两个，f1比传感器的自然谐振频率还低，在40Hz以内，一般对测试没有影响；f2即是所讲安装谐振，处理较好时应在1200Hz以上。加速度型惯性传感器也有两个安装谐振频率，但均位于高频段，引起我们关注的是第一谐振频率，处理较好时在大几千赫兹至几万赫兹变化，但是，如用弹性较好的橡皮泥安装将只有1-2kHz。

在对基桩进行低应变反射波法测试时选用速度或加速度传感器。其中速度计在低频段的幅频特性和相频特性较差，在信号采集过程中，因击振激发其安装谐振频率，而产生寄生振荡，容易采集到具有振荡的波形曲线，对浅层缺陷反应不是很明显。同速度计相比，加速度计无论是在频响特性还是输出特性方面均具有巨大优势，并且它还具有高灵敏度的优点，因此用高灵敏度加速度计测试所采集到的波形曲线，没有振荡，缺陷反应明显。所以建议在对基桩进行低应变反射波法测试时选用高灵敏度加速度计检测。

理论上讲位移计型惯性传感器包括速度计（所谓高阻尼速度计和地震检波器）的高频部分是完全满足应力波反射法测试要求的，但由于生产工艺等方面的原因，其高频部分往往受到很大的限制，有的仅几百赫兹，最高一般亦在2kHz左右会掉下来。在现场测桩时，传感器的安装刚度又会导致安装谐振的出现，进一步使传感器的可测范围变窄，那么怎样判断传感器的优劣呢？

利用牙膏、石膏、黄油、橡皮泥等粘接剂将不含锥形杆的速度计紧紧地粘贴在被正确清理干净，满足测试要求的桩头上或用冲击电锤打孔，将有锥形杆的速度计牢牢地插入孔中，确保安装方法正确后，利用小铁锤直接敲击砼表面，仪器的模拟滤波档置2.5kHz以上。对被测信号进行谱分析，如果此桩两米内没有毛病，其幅值谱最高峰（一般为传感器的安装谐振峰）频率大于1200Hz，此传感器即可满足测试要求。频率越高在以后的测试过程中浅部测试效果将越好；分析幅值谱的低频部分(固有频率以下)还可判断出低频特性的好坏。换用低频锤，如力棒、尼龙锤(桩头再垫层橡皮更好)或铁锤＋汽车外胎垫测试，如无振荡或振荡很小，这类传感器将更好。如果传感器的谐振峰仅几百赫兹，用低频锤时又不能消振，那么这种传感器是满足不了测试要求的。

需要指出的是，这种测试方法与桩头强度、砼龄期、浅部缺陷以及安装紧凑程度很有关系，以预制桩桩头测试效果最好，而如果在素混凝土上测试，效果将最差，最不能说明问题。速度计是自生电动势型的，虽然价格低廉，但也应注意保护，一般的保护方法是将其输出端短路或两个传感器对接。开路贮放将减少传感器寿命，是不合适的。测桩界较流行的速度计：灵敏度大约为280mV/cm/s，固有频率：10~28Hz，阻尼系数ξ=0.6~1.0。

如果判断速度计测试效果的好坏？从传感器频响，特别是安装后的频响特性来考虑，速度计用于测桩是应当慎重的，因此从某种意义上讲，提高速度计的安装刚度，降低安装质量

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从而整体提高安装谐振 …… 此处隐藏：13895字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……