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低应变检测 PPT

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演示文稿低应变检测图解

演示文稿低应变检测图解
检测。若发生干扰影响测试结果，则应重新检测；若干扰消除后不 影响试验结果，则可继续测试。
B: 因检测仪器，设备发生意外损坏而中断试验，可用备用仪器重新
检测，若无备用仪器，则须将损坏的仪器设备进行修复，经检定合 格后，再重新检测。
第三十页，共三十一页。
基桩检测
3.5注意事项 对同一场地、地质条件相近、桩型和成桩
基桩检测
1.2主题内容与适用范围 为了确保现场低应变动力检测的正常进
行，取得正确可靠的检测数据，使低应变动 力检测工作规范、有序，特制定基桩低应变 检测作业指导书。 本作业指导书适用于检测各类预制桩和混 凝土灌注桩的桩身质量，推定缺陷类型，性 质及其部位。
第六页，共三十一页。
基桩检测
1.3人员职责
检测人员：负责按照低应变方法对被检样品进 行检测。
复核人员：负责对检测操作是否规范以及检 测结果是否准确进行复核。
室负责人：监督检测操作和结果审核，检 测报告的签发。
第七页，共三十一页。
基桩检测
1.4检测原理和方法 桩基动力检测是指在桩顶施加一个动态力（动
载荷），动态力可以是瞬态冲击力或稳态激振力。 桩－土系统在动态力的作用下产生动态响应，采 用不同功能的传感器在传感器的桩顶量测动态响 应信号（如位移、速度、加速度信号），通过对 信号的时域分析或传递函数分析，判断桩身结构 完整性。用反射波法，对每一根被检测的单桩均 应进行二次以上重复测试；对同一根基桩，三次 锤击所形成的三条波形曲线在形态、振幅及相位 上应基本一致，采集数据方算合格。
2L/c时刻前出现严重缺陷反射波 缺陷谐振峰排列基本等间距，
或周期性反射波，无桩底反射波； 相邻频差Δf’>c/2L，无桩底谐
Ⅳ
或因桩身浅部严重缺陷使波形呈 振峰；

低应变基桩完整性检测基本原理与应用课件

低应变基桩完整性检测基本原理与应用课件
分类
根据激励方式的不同，低应变基桩完整性检测可分为机械激振法、电磁激振法等。 机械激振法采用机械装置对基桩进行激励，而电磁激振法利用电磁原理对基桩进 行激励。根据测量信号的不同，可分为加速度法、速度法和位移法等。
02
低应变基桩完整性检测基本原理
波动传播理论
弹性波传播
波动方程与边界条件
弹性波在桩身中的传播遵循波动方程， 并受桩土相互作用等边界条件影响。 通过求解波动方程，并结合边界条件， 可以推断桩身完整性。
检测精度和效率。
多样化检测方法
针对不同类型和条件的基桩，开 发多样化的低应变检测方法，以 适应不同工程需求，提高检测的
可靠性和适用性。
智能化检测装备
发展智能化的低应变检测装备， 实现自动化数据采集、处理与分 析，提高检测效率和准确性，减
少人为因素的影响。
面临的挑战与问题
复杂地质条件 检测精度与可靠性 工程应用与推广
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
桩土相互作用
土体对桩的阻抗
桩周土体对桩身波动传播起到阻抗作用，影响弹性波的传播速度和波形。通过分析波形变化，可以间接推断桩周 土体的性质。
桩土界面反射与透射
弹性波在桩土界面处发生反射和透射现象。界面反射波形的分析可以提供桩身下部结构的信息，进一步判断桩身 完整性。
检测信号处理技术
信号采集与预处理 特征提取与识别 波形反演与成像技术
03
低应变基桩完整性检测应用实例
工程实例背景
某大型桥梁工程
某高层建筑基础工程
检测方案设计与实施
01
检测仪器选择
02
传感器布置
03
敲击方式设计
04
数据采集与处理
检测结果分析与评价

高应变低应变(讲课)课件

高应变低应变(讲课)课件
多学科交叉融合
未来，高应变与低应变检测技术将进一步与其他学科交叉融合，如物理学、化学、生物学 等。这种跨学科的融合将为检测技术的发展带来更多新的思路和方法。
绿色环保
随着环保意识的不断提高，高应变与低应变检测技术将更加注重绿色环保。例如，通过采 用低能耗的传感器和信号处理技术，降低检测过程中的能耗和排放，实现绿色环保的检测 方式。
高应变检测技术在工程中的应用案例
桥梁检测
高应变检测技术用于检 测桥梁结构的完整性， 评估桥梁的承载能力和
安全性。
建筑结构检测
高应变检测技术用于检 测高层建筑、大跨度结 构等大型建筑结构的稳
定性。
隧道工程检测
高应变检测技术用于隧 道工程的施工监控和安
全性评估。
桩基检测
高应变检测技术用于检 测桩基的承载能力和完 整性，确保桩基的安全
高应变与低应变检测技术的比较
适用范围
高应变检测技术适用于大型结构物、桩基和地下连续墙等 深基础工程的检测，而低应变检测技术适用于小型结构物 、浅基础和地面土体的检测。
测试精度
高应变检测技术能够获得更准确的土体动态响应和波速等 参数，测试精度较高，而低应变检测技术测试精度相对较 低。
测试成本
高应变检测技术需要使用重锤或爆炸等大型设备，测试成 本较高，而低应变检测技术使用小型设备和低成本材料， 测试成本较低。
优点
低应变检测技术具有无损、快速、简 便、经济等优点，可在不破坏桩身结 构的情况下对大量桩基进行检测，且 检测结果较为准确可靠。
缺点
低应变检测技术对桩身阻抗变化较为 敏感，对于一些阻抗变化较小的缺陷 可能无法准确判断；同时，该技术对 桩顶条件要求较高，需要平整、干净 且与传感器耦合良好。

低应变检测图解ppt课件

低应变检测图解ppt课件

三角观测法
超过中线3类桩，低于中线的2类桩或1类桩
可编辑课件PPT
29
基桩检测
3.3在检测过程中发现生异常现场时的处理方法
在检测过程中出现异常波形时，应在现场及时研
究，排除影响测试的不良因素后再重复测度。重复测
试的波形与原波形应具有相似性。
3.4在检测过程中发生意外事故时的处理方法
A: 正在检测过程因外界干扰和其它不可预见的事故时， 应关机停止检测。若发生干扰影响测试结果，则应重 新检测；若干扰消除后不影响试验结果，则可继续测 试。
应力波沿桩身的传播也会被严重衰减。
可编辑课件PPT
24
基桩检测
ii遇有连续缩颈、混凝土离析或标号低时应力波将 大量被吸收。
iii桩截面变化不规则使波的能量在末及桩底前被大
量反射。
iv同时判别一个以上的桩身非常困难，因为靠上的
第一个缺陷已将大部分波的能量被反射的问题。
v当桩径较大或脉冲宽度过窄时，部分锤击能量将
（动载荷），动态力可以是瞬态冲击力或稳态 激振力。桩－土系统在动态力的作用下产生动 态响应，采用不同功能的传感器在传感器的桩 顶量测动态响应信号（如位移、速度、加速度 信号），通过对信号的时域分析或传递函数分 析，判断桩身结构完整性。用反射波法，对每 一根被检测的单桩均应进行二次以上重复测试； 对同一根基桩，三次锤击所形成的三条波形曲 线在形态、振幅及相位上应基本一致，采集数 据方算合格。
（3）测试中手锤均在桩顶中心敲击部位混凝 土应平整、坚硬，手锤应与桩顶垂直，避免含 有水平分量。
可编辑课件PPT
23
（4）测完应做好数据处理和检测记录，检测记录的有 效位数和计量单位均以国际标准为准。
（5）低应变动力信号处理

低应变检测省培训PPT课件

低应变检测省培训PPT课件
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四 现场检测
抽样规则与抽检数量：
➢ A）柱下三桩或三桩以下承台抽检桩数不得少于1根； ➢ B）30％且不得少于20根；一般项目20％且不少于10根; ➢ C）地下水位以上终孔且持力层通过核验的人工挖孔桩、单节
混凝土预制桩，不少于总桩数的10％且不应少于10根。 ➢ D) 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120－2012，砼灌注桩
一维线弹性杆件模型（材质均匀、截面恒定、弹性杆 面积A 弹模E 密度ρ 波速c）
理论基础是一维波动理论
σ
x
dx
σ+ dx x u
2u x2
1 c2
2u t2
9
二 理论基础
Z1 Va ↓ Vb ↑ Fa ↓ Fb ↑
Vc ↓ Fc ↓ Z2
桩截面变化情况
桩截面变化处平衡 相容条件：
1 位移连续条件 2 力连续条件 3 速度连续条件 4 应力应变关系
7
二 理论基础
测试原理：
在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传 播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面(如桩底、 断桩和严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩 径或扩径）部位，将产生反射波。经接收放大、滤 波和数据处理，可识别来自不同部位的反射信息， 从而判定桩身完整性情况。
8
二 理论基础
5
一 低应变概念
桩身完整性：①桩身截面尺寸相对变化
②桩身材料密实性
③桩身材料连续性。
桩身缺陷：使桩身完整性恶化，在一定程度上引起桩身
结构强度和耐久性降低的桩身断裂、裂缝、夹泥（杂物）、 空洞、蜂窝、松散等现象的统称。
桩身缺陷指标：位置、类型（性质）和程度。
6
一 低应变概念
低强度桩：
在复合地基中，采用刚性桩或半刚性桩设计的桩身强度为8～ 15MPa的有粘结强度增强体成为低强度桩。（《建筑地基检 测技术规程》DBJ/T13－146－2012）

低应变桩身完整性检测.桩基优质PPT

低应变桩身完整性检测.桩基优质PPT

8） 对于钢筋混凝土灌注桩，传感器安装时应 符合下列规定：
(1) 传感器安装点及其附近的表面应平整， 其周围不得有缺损或裂缝；
(2) 当锤击点不在桩顶中心时，传感器安 装点与锤击点的距离不应小于桩半径的二分之 一。
激振设备
• 瞬态激振操作应通过现场试验选择不同材质 的锤头或锤垫，以获得低频宽脉冲或高频窄 脉冲；工程塑料、尼龙、铝、铜、铁、橡胶
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36 36 36 36
36 36
2008-04-23 PIT- W? 2003- 2
G6A
2008-04-21 15:49:25
40
44 m
V 1.451 cm/s (1.445)
G6B
2008-04-21 15:49:44
40
44 m
V 0.501 cm/s (0.501)
测点，每个测点记录的有效信号数不宜少于3个； （2）不同测点所得到的信号一致性差时，
应分析原因，增加检测点数量。
5) 检测时应随时检查采集信号的质量，可根据 缺陷所在位置的深浅，及时改变锤击脉冲宽度。 当检测长桩的桩底反射信息或深部缺陷时，冲 击入射波脉冲应较宽；当检测短桩或桩的浅部 缺陷时，冲击入射波脉冲应较窄，同时采样时 间间隔应较小。
e d
f
2).测试曲线及分析2.2 测试曲线及分析
Earth Products China Limited
KHJD
C:\Documents and Settings\z hs\My Documents\ 郑 州 考 核 \低 应 变 考 核 \考 核 基 地 PIT\PitW1.PIT

低应变检测原理课件


信号采集器
信号采集器功能
信号采集器负责接收传感器传来的信 号，并将其转换为可处理的数据。
数据采样频率
采集的数据需要有一定的采样频率， 以满足对结构振动频率的测量要求。
数据采集方式
信号采集器通常采用连续采集或触发 采集的方式，根据实际需求进行选择 。
数据处理软件
数据处理软件功能
数据处理软件负责对采集 到的数据进行处理、分析 和解释，以评估结构的健 康状况。
在建筑领域，低应变检测可用 于评估混凝土结构、钢结构等 建筑物的损伤和承载能力。
在石油化工领域，低应变检测 可用于评估储罐、管道等设备
的腐蚀和损伤情况。
低应变检测的重要性
01
低应变检测具有非破坏性、无损 、高效等优点，能够快速准确地 评估结构的完整性或损伤状态， 为结构的维护和加固提供依据。
02
低应变检测对于保障结构安全、 延长结构使用寿命具有重要意义 ，能够有效地预防结构事故的发 生。
03
04
精度不高
由于低应变检测的原理限制， 其精度相对较低，可能无法准
确识别微小的问题。
易受干扰
低应变检测可能会受到环境因 素（如风、雨、车辆等）的干 扰，影响测量结果的准确性。
需要专业人员操作
低应变检测需要专业人员进行 操作，以确保测量结果的可靠
性。
成本较高
低应变检测需要使用专业的设 备和传感器，因此成本相对较
数据处理流程
数据处理软件通常包括数 据预处理、特征提取、模 式识别等步骤，以提取出 有用的信息。
结果可视化
数据处理软件还应具备将 结果可视化的功能，以便 更好地理解和解释结果。

操作流程
准备工作 数据采集 数据处理 结果评估

低应变检测 PPT


低应变检测
74
美国PDI公司基桩动测仪PIT系列
低应变检测
75
第四章 缺陷成因及处理措施
低应变检测
76
1. 缺陷的信号特征及成因分析 1.1 桩头质量问题
位置：一般在桩头向下5m以内区域，出现的问题有夹泥、 夹砂或严重离析、分层等
缺陷类型： 分层离析、夹泥、低强混凝土，缩径、开裂等 信号特征： 表现为“低头”现象 成因：剔凿桩头不到位
频域曲线： 频差、多阶振型
低应变检测
42
同相位反射波
低应变检测
43
反相位反射波
低应变检测
44
RV 11C C11A A11 22C C22A A22
时程曲线图与扩径多次反射信号
低应变检测
45
缺陷的判定： 缩径类缺陷：同相位波形，存在多解性，例如：
离析、空洞、二次浇灌面、夹泥、缩径 地层由硬变软 扩径类缺陷：反相位波形 必须收集与掌握基桩施工过程的全部技术资料、档案，包括 工程场地的工程地质勘察报告、水文地质概况 灌注桩的成孔方式、成孔工艺 灌注桩的作业环境、灌注工艺、施工记录、异常情况
E
无限体的声速
VP
E
(1) (1)1(2)
一般桩身混凝土的泊桑比σ＝（0.2～0.25）
Vp =(1.05 ～ 1.1)VB
VB =(0.9 ～ 0.95) Vp
这是超声波所测声速大于反射波所测声速的原因
低应变检测
7
1.4 桩土体系内声波传播规律
入射的半球面波有一些是 斜入射的，根据折射定律 ，在桩身侧面将产生折射纵波PP和 折射横波PS，使一部分能量由桩身 折射扩散进入地层。折射入地层的 能量与斜入射的折射系数 RT 有关
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2.1 参数设置中应注意的问题 A 工程信息设置 工程名称、检测单位、检测日期 桩号、桩长、桩径、 波速、桩型、灌桩工艺
B 参数设置： 传感器类型: 速度型、加速度型 激振器：冲击锤、力锤（带传感器的锤）
低应变检测
12
采样间隔、采样点数： 决定了每次采样的记录时间长度，一般采样长度设置为
1024个点，采样间隔5μs～50μs 举例说明 显示时间：1024×10μs≈10000μs ＝10ms 假设V＝4km/s , 可测桩长L＝4km/s×10ms÷2＝10m
凿去桩头浮浆层和不密实混凝土后，选择2～4个点打磨 平整（桩中心一个点，周边均匀分布几个点）
桩身混凝土强度达到设计强度70%以上才能进行检测
低应变检测
17
2.3 瞬态击振问题——击振脉冲宽度要适当 A. 根据桩长、地层状况和预期检测缺陷位置来选择击振脉冲波，
击振频率应能分辨整个桩长的一阶和多阶共振频率（3ΔF以上）， 桩的轴向振动特性
一般默认采样长度从1024点，只设桩长和波速，仪器自动计 算采样间隔
低应变检测
13
增益：信号的放大倍数（放大镜） 对接收到的信号按指定倍数进行放大 长桩信号弱，应加大倍数，短桩减小倍数，以在屏
幕上显示的波形大小适宜为准，不能超屏，也不能过小。 放大的特点是所有信号（含干扰信号）都进行放大了。
区别于信号处理时的放大（指数放大、线性放大） 按指数规律把桩底信号放大显示出来。
20
l 锤头的面积大脉冲宽度宽
低应变检测
21
l 锤的落距与脉冲宽度关系不大，只有信号能量大小变化；
低应变检测
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C. 击振的锤及力棒
尼龙头 铁头
力棒（尼龙头）
聚四氟乙烯头 铝头
低应变检测
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激振方法总结
击振脉冲波的主频选择推荐值： ● 长桩、硬地层的中长桩击振频率要求低，用材质软的锤 头，重锤重敲
E
无限体的声速VP 来自E(1) (1)1(2)
一般桩身混凝土的泊桑比σ＝（0.2～0.25）
Vp =(1.05 ～ 1.1)VB
VB =(0.9 ～ 0.95) Vp
这是超声波所测声速大于反射波所测声速的原因
低应变检测
7
1.4 桩土体系内声波传播规律
入射的半球面波有一些是 斜入射的，根据折射定律 ，在桩身侧面将产生折射纵波PP和 折射横波PS，使一部分能量由桩身 折射扩散进入地层。折射入地层的 能量与斜入射的折射系数 RT 有关
低应变反射波法 基桩完整性检测技术
低应变检测
1
第三章 反射波法检测技术
1 声学基础
1.1反射波的基本原理
在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下
传播，在桩身存在明显波阻抗界面（如桩底、断桩 或严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩径或 扩径）部位，将产生反射波。反射波经接收、放大、 滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反射 信息。据此计算桩身波速、判断桩身缺陷的程度及 位置。
应注意的问题有：
A. 安装的部位混凝土应完整、无松动，表面平整； B. 传感器安装应与桩顶面垂直；
C. 用耦合剂粘结要粘牢，不可在击振时使其产生附加振动；
D. 耦合剂可以是黄油、凡士林、牙膏、橡皮泥； E. 使用加速度感器时用橡皮泥一类的耦合剂还可以起到机
械滤波，将击振的高频干扰成分滤除。 F. 防止碰撞破坏
RT＝Z2C2O Z2S C ZO 1C SOtS
（ 注：上式中的α即图中的θ ；式中 的βt即图中的θ2）
低应变检测
8
1.5 桩底及缺陷的反射波
低应变检测
9
t
t
L 摩擦桩桩底反射
t
L 缩径类缺陷反射 t
L 嵌岩桩桩底反射
L 扩径类缺陷反射
低应变检测
10
t
L 扩径多次反射
低应变检测
11
2. 现场检测技术要点
下限频率33Hz，上限频率3ΔF＝1200Hz 因此，击振频率区间（30，1500）Hz
低应变检测
18
B . 击振脉冲波的频率与击振脉冲宽度有关， 窄脉冲频率高，宽脉冲频率低。不同材质的锤垫， 能调整脉冲宽度。 锤头的材质软，脉冲宽度宽
低应变检测
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不同材质的锤头激励脉冲宽度和主频相关关系
低应变检测
低应变检测
2
1.1 波阻抗界面的反射与透射 如介质是不连续的，存在界面 n 介质的波阻抗Z1≠Z2 纵波P垂直入射到界面n时， 产生垂直向上的反射波R 还有垂直的透过波T
低应变检测
3
低应变检测
4
低应变检测
5
1.2 一维杆件
VB
E
低应变检测
6
1.3 一维杆的声速与无限体声速间的关系
一维杆的声速 V B
低应变检测
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2.5 存储多道波形
缺点——高频上不去，低频下不来，影响了使用。
低应变检测
25
加速度型传感器——压电式 频带范围—— 1 Hz～5000 Hz 安装谐振频率——几十Hz 横向灵敏度——小于5 %，直达波不会很大 电荷灵敏度——对加速度的响应程度
灵敏度高，频带宽，被广泛推广使用
低应变检测
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接收传感器的安装与耦合
传感器的安装和耦合是能否能取得优质信号的关键问题，是检 测工作另一个重要环节。
L＝40m左右，f＝500～1000Hz，用力棒敲击 L＝15～25m，f＝500～1000Hz，用力棒或软锤头敲击 ● 短桩或浅部缺陷击振频率要高， 用材质硬、质量轻的锤头，轻锤轻敲 L＝10m左右，f＝1000～2000Hz，用质量较轻的铁锤轻敲
低应变检测
24
2.4 接收传感器
速度型传感器——磁电式速度传感器 工作原理：电磁传感器固定在实测体上，当被测体产生振动时，
低应变检测
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触发方式：外触发、内触发（力锤）
触发电平：电压大于某个数值（阀值）时，认为是有用信 号
低应变检测
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速度/加速度：显示速度信号或加速度信号 一般使用的是加速度传感器，接收到的是加速度信号
习惯上看速度信号，相当于把原始信号进行积分，显示的 是积分后的速度信号
低应变检测
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2.2 桩头的处理——击振点及接收点应打磨平整
金属外壳和永久磁铁相对静止，线圈在弹簧片支撑下，将随被测体的 质点振动而振动，线圈切割磁力线，产生感应电动势输出处理。 临界阻尼——传感器设计在0.6～0.7倍临界阻尼，只振动1～2个
周期，有利于信号的接收和识别 幅频特性——谐振峰小于30Hz，上限频率频率1500－2000Hz
频率低于谐振峰后，灵敏度下降 灵敏度——200mV/(cm·s-1 )