基桩高应变拟合方法的计算原理

基桩高应变检测高应变检测实际上是用重锤锤击桩顶，使桩产生一个位移，同时测出桩身中锤击应力随时间的变化及桩身质点振动速度随时间的变化，再经过数值拟合计算，确定单桩承载力。

基桩高应变检测 基桩高应变检测 新闻打桩公式修正新闻打桩公式式中 ——单桩极限承载力 ——锤重 ——桩重c ——桩土体系总的弹性变形 e ——最终贯入度 ——机械折减系数 n ——撞击时恢复系数 1.凯斯法（Case ） 基本原理和计算公式一次锤击时，沿桩身各处所受到的实际土反力值的总和为：r u W hP e cξ=+2r p r u r pW n W W hP e cW W ξ+=⨯++u P r W p W ξ()()()()()()1212111112221222T Z V t V t R F t F t L Z V t V t C L F t F t C -⎡⎤⎣⎦=++⎡⎤⎣⎦⎡⎤⎛⎫-+⎪⎢⎥⎡⎤⎛⎫⎝⎭⎣⎦=+++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦由于⊿L/t 表示单位时间内变形大小，即质点振动速度V=⊿L/t ，而L/t 表示波在整个桩长传播的波速C=L/t ，所以可表示为F=VAE/C=VZ 。

它的物理意义是外力消耗是与内部阻抗和质点的振动速度乘积相关。

再分析RT 公式中右侧第二项： 可以清楚看到，此式是桩质量与实测加速度平均值的成积，即为桩的惯性力。

如果与质量——弹簧——阻尼系统的振动方程相比较，惯性力+阻尼力+弹簧力=外力 基桩高应变检测 凯司法作如下假定：①桩身质量均匀，且无明显缺陷，所以桩身阻抗恒定； ②动阻尼只存在桩端，忽略桩侧阻尼的影响；③应力波在桩身中传播时，除土阻力影响外，没有其他因素造成能量扩散；④土体对桩的阻力只与其相对位移有关，与其位移大小无关，也即一有位移，土阻力即达极限状态。

L F AE AE Lε∆=⨯=⨯⨯t t ()()()()2112212V t V t Z V t V t mt t --=-⎡⎤⎣⎦-0i tm x C xkx p e ω++=桩端动阻力：=因为土的总阻力 ，代入上式所以即为凯司法中用阻尼系数求单桩承载力公式，适用于中小型桩。

云南大学学报(自然科学版)　2000,22(工程检测专辑):79～87C N53-1045/N　ISSN0258-7971 Jour nal o f Yunna n U n iver sityΞ高应变实测曲线拟合法的基本原理及其应用郑柱坚(昆明勘察设计研究院,云南昆明　650051)摘要:高应变实测曲线拟合法是根据桩上体系的实际工作机理建立数学模型,运用一维波动方程对实测力、速度曲线进行拟合分析,从而得到桩周土对桩的静土阻力.本文简略介绍实测曲线拟合法的基本原理及应用实例.关健词:拟合法;承载力;桩土体系 随着我国经济的不断发展,越来越多的高层建筑物、工业厂房拔地而起.这样,构筑物的基础———灌注桩得到了广泛的应用.为了确定基桩的承载力,传统的作法是进行单桩竖向静载荷试验.但静载荷试验存在着试验工期长、试验费用高等不足之处,尤其对于荷载要求大的大直径桩或试验场地条件苛刻,静载荷试验就难以发挥作用.为此,人们寻求一种既能克服静载荷试验的不足之处,又能测定单桩承载力的方法,以满足建筑设计的需要.60年代中期美国学者经过多年研究,采用一维波动理论,提出了一种适合于现场使用的近似确定单桩极限承载力的方法———CASE法.该法适用于打入桩的施工过程检测和监控,或者在具有一定的经验基础上,用于评定工程桩的验收合格性.但由于该法的假定条件与基桩施工的实际条件差别较大,且取不同的Jc值,其单桩极限承载力亦不同,使用者往往是根据经验选取Jc值来确定试验桩的单桩极限承载力值.因此,国家行业标准《基桩高应变动力检测规程》(J G J106-97)中,对CASE 法的使用范围作了限制.针对CASE法存在的局限性,实测曲线拟合法的作法是根据一维波动理论,建立适当的桩、土数学模型.对模型设定桩、土参数,并进行波动方程计算其力曲线Fc(t).然后对计算的力曲线Fc(t)与实测力曲线Fm(t)进行拟合分析.如果两条曲线拟合效果较好,且与地质情况相符的话,那么模型桩的桩土参数(桩身波阻抗、桩侧阻力和桩端阻力等)就作为检测桩的桩土参数,并模拟静载荷试验下的Q-S曲线,从而得到检测桩的单桩极限承载力.自1996年我院引进武汉岩海物探仪器有限责任公司的高应变实测曲线法CCWAPC软件以来,经过3年多的不断摸索和工程实践,取得了良好的效果.我院于1998年10月首次参加了建设部在郑州举行的全国第3批工程桩动测资质考试,就取得了建设部颁发的资质证书.为使高应变法得到广泛的应用,本文简略介绍高应变实测曲线拟合法的基本原理,并列举几个工程实例,说明实测曲线拟合法的应用效果.1　基本原理高应变实测曲线拟合法是利用重锤冲击桩顶,产生沿桩身向下传播的应力波,且桩、土产生相对位移,通过离桩顶一定距离对称安置的加速度计和应变计采集检测截面的Fm(t)和V m(t).用实测力Fm(t)和速度V m(t)作边界条件,建立桩、土模型,通过波动计算、拟合分析,得到检测桩的桩土参数以及单桩极限承载力.1.1　桩的模型　实测曲线拟合法采用称为CAP2 WAP-C法连续杆件模型.CAPWAP-C法将桩分成N p个弹性杆件单元,取桩的截面积和弹性模量为杆件单元的截面积和弹性模量,每个单元的长度大约1m左右.对于每一杆件单元,假定土阻力都作用在单元底部,杆件单元的阻抗变化仅发生在单元的界面处,波在单元内部不发生畸变.经过时间间隔Δt后,上行波W u(i,j-1)从i单元的底部传到单元顶部,成为W u(i-1,j),下行波W d(i-1,j-1)从单元顶部成为W d(i,j): Wu(i-1,j)=W u(i,j-1)(1)Wd(i,j)=Wd(i-1,j-1)(2)如果相邻3个单元的声阻抗不同,分别为Z i-1,Z i,Z i+1,为了简化,取T u(i)=Z iZ i+Z i+1,T d(i-1)=Z iZ i+Z i-1(3)在t=j·Δt时刻上行波W u(i,t)经过单元i与i+1间变化截面时,透射的上行波为Wu1=2T u(i)W u(i,j)(4)下行波W d(i,t)在变截面处反射产生的上行波为Wu2=Z i+1-Z iZ i+Z i+1·W d(i,j)=[T d(i)-Tu(i)]·W d(i,j)(5)由于土阻力R(i,t)产生的上行波为Wu3=T u(i)·R(i,j)(6)在t=j·Δt时刻,i截面处的上行波为(4), (5),(6)的总和Wu(i,j)=Wu1+Wu2+Wu3=Tu(i)[2Wu(i+1,j-1)-　Wd(i-1,j-1)+　R(i,j)]+Td(i)Wd(i-1,j-1)(7)同理,对于下行波有Wd1=Z i-Z i+1Z i+Z i+1·W u(i,j)=[T u(i)-Td(i)]·W u(i,j)(9) Wd3=-T d(i)·R(i,j)(10)所以W d(i,j)=W d1+Wd2+W d3=Td(i)[2Wd(i-1,j-1)-　Wu(i+1,j-1)-　R(i,j)]-Tu(i)Wu(i+1,j-1)(11)若在时刻t时,桩顶实测的力和速度为Fm(j)和V m(j),将传感器所在截面为计算边界面,以实测的速度值为已知的边界条件,得在传感器截面上,计算得到的力曲线Fc(j)的值为Fc(j)=W d(1,j)+W u(1,j)=Z·V m(j)+2W u(2,j-1)(13)桩身各点的质点运动速度V(i,j)和位移值S(i, j)可用下式计算V(i,j)=Wd(i,j)Z i-W u(i,j)Z i+1(14)S(i,j)=S(i,j-1)+Δt/2·[V(i,j-1)+V(i,j)](15)此外,桩的模型还考虑了桩身的材料阻尼、微小裂隙影响等.1.2　土的模型　对于桩周土动阻力模型,拟合法假定动阻力存在于桩端和桩周各部位,动阻力伴随静阻力出现或动阻力伴随质点运动出现,引入了幅射阻尼模型和土塞模型.对于桩周土静力模型,拟合法假定桩周土内部无相对变形的前提下,于桩土间引入了理想弹塑性模型,即进入塑性前,静阻力与桩土相对位移成正比,进入塑性后静阻力值恒定不变.2　实　例(1)昆明风情国际旅行社住宅楼,长74m,宽8～18m,其基础采用振动沉管灌注桩,设计桩径<420,设计单桩极限承载力为700kN,该场地主要地层为:②粘土:硬塑状态;③粘土:可塑至软塑状态;③-1粉土:稍密状;④粘土:可塑至硬状态.设计桩端持力层为③-1粉土或④粘土.由于地层较复杂,在工程桩施工,对4组试桩进行了单桩竖向静载荷试验.试验结果,4组试桩的单桩极限承载力为336～840kN,没有达到设计预期目的.为此,在工程桩完成后,设计人员选5根桩进行高应变动力检测,要求提供单桩极限承载力、桩侧阻力及桩端阻力.图1为323#桩的高应变实测曲线拟合法成果,其中上图为实测力、速度曲线、下行波及上行波曲线;中图为根据速度曲线、桩土参数对实测力曲线进行拟合的拟合结果;下图为模拟静载荷试验下的荷载与沉降(Q-S)曲线和单桩极限承载力.上图的实测力曲线、速度曲线表明,323#桩上段侧阻力较小,中段侧阻力相对较大;桩端承力相对较小,8云南大学学报(自然科学版) 第22卷表1　CCWAPC土参数总汇 工程名:FS 桩号:323-1 测试日期:10/25/96 计算极限承载力 总和　779.7;　桩侧　440.0;　桩尖　339.7　kN单元号深度/m 弹限/mm阻力/kN单元桩侧阻力/(kN·m-2)阻尼系数Case Smith/(m-1·s-1)Viscs/(k N·m-1·s-1)阻力总和/kN779.11 1.0 5.7041.3428.710.0709 2.2392.23738.42 2.0 5.7048.2233.490.0827 2.23107.59690.23 3.0 5.7039.4127.370.0676 2.2387.93650.84 4.0 5.7038.8726.990.0666 2.2386.73611.95 5.0 5.7034.4423.920.0591 2.2376.85577.56 6.0 5.7046.0531.980.0790 2.23102.76531.477.0 5.7020.8214.460.0357 2.2346.45510.688.0 5.7039.9127.720.0684 2.2389.05470.799.0 5.7063.5044.100.1089 2.23141.69407.21010.0 5.7067.4546.840.1156 2.23150.49339.7总和440.000.7544981.77平均 5.7044.0 2.23桩尖8.35339.70.5774 2.21751.47表2　CCWAPC土参数总汇 工程名:FS 桩号:345-2 测试日期:10/27/96 计算极限承载力 总和　455.0;　桩侧　349.5;　桩尖　105.5　kN单元号深度/m 弹限/mm阻力/kN单元桩侧阻力/(kN·m-2)阻尼系数Case Smith/(m-1·s-1)Viscs/(k N·m-1·s-1)阻力总和/kN455.01 1.0 6.0126.2920.870.02450.9524.99428.72 2.1 6.0143.1234.220.04020.9540.99385.63 3.1 6.0145.2235.890.04220.9542.99340.44 4.2 6.0135.7628.380.03340.9533.99304.65 5.3 6.0131.8825.300.02970.9530.31272.76 6.3 6.0128.4022.540.02650.9526.99244.3 77.3 6.0127.3421.700.02550.9525.99217.0 88.4 6.0135.7628.380.00340.9533.99181.2 99.4 6.0135.7628.380.03340.9533.99145.5 1010.5 6.0139.9631.720.03730.9537.99105.5总和349.500.3261332.20平均 6.0134.90.95桩尖7.37105.50.3466 3.35353.091 8工程检测专辑 郑柱坚:高应变实测曲线拟合法的基本原理及其应用28云南大学学报(自然科学版) 第22卷工程检测专辑 郑柱坚:高应变实测曲线拟合法的基本原理及其应用8348云南大学学报(自然科学版) 第22卷工程检测专辑 郑柱坚:高应变实测曲线拟合法的基本原理及其应用8568云南大学学报(自然科学版) 第22卷 图2为345#桩的高应变实测曲线拟合法成果,345#桩与323#桩比较,345#桩下段侧阻力和端承力均比323#桩小,说明其桩端持力层较软.实测曲线拟合法结果表明,这2根桩桩身不存在明显缺陷.但承载力相差较大,323#的单桩极限承载力为730kN,最大沉降19.9mm;而345#桩的单桩极限承载力为429kN,最大沉降为53.1m m.表1为323#桩、表2为345#桩实测曲线拟合法的桩侧阻力及桩端阻力拟合结果.高应变动力检测结果表明,除345#桩外,其余4根高应变检测桩的单桩极限承载力均大于700 kN,满足设计要求.(2)云南省新闻出版大楼,25层其基础采用钻孔灌注桩,设计桩径<800,设计单桩承载力标准值为2500kN,该场地主要地层为:④粘土:可塑状态;⑤淤泥:软塑至流塑状态;⑥粘土:软塑至可塑状态;⑦粉质粘土;软塑至可塑状态;⑧粘土:可塑状态;⑨粉质粘土:软塑至可塑状态;⑩粉砂混粉土:稍密至中密;⑩粉砂:中密至密实;�λω粉砂混粉土:中密;�λω1砾砂:中密至密实.设计桩端持力层为�λω粉砂混粉土或�λω1砾砂.为验证工程桩的单桩承载力是否满足设计要求,选10根桩进行高应变动力检测.图3为107#桩的高应变实测曲线拟合法成果,实测力曲线、速度曲线表明,107#桩上段侧阻力较小,中下段侧阻力相对较大,桩底存在一定的沉渣,端承力没有得到充分发挥.实测曲线拟合法结果,107#桩的单桩极限承载力为5006kN,最大沉降28.6mm,满足设计要求.(3)云南省煤炭厅职工住宅楼,共19层,其基础采用振动沉管灌注桩,设计桩径<500,设计单桩承载力标准值为800kN,该场地主要地层为:②粘土:可塑至硬塑;③粉土:稍密至中密;④圆砾:稍密至中密;⑤粘土:可塑至硬塑;⑤1粉土:稍密至中密.设计桩端持力层为⑤粘土或⑤1粉土.在工程桩施工前,进行了静载荷试验.试验结果,5根桩的单桩极限承载力为960～1600kN,其中2根桩明显低于设计值.为此,在工程桩完成后,选15根桩进行高应变动力检测.图4为35#桩的高应变实测曲线拟合法成果,实测力曲线、速度曲线表明,35#桩侧阻力较大,桩端承力相对较小,该桩为摩擦桩.实测曲线拟合结果,其单桩极限承载力为1647kN,满足设计值.实测曲线拟合法结果表明,15根高应变检测桩除2#桩的桩身存在严重缺陷,其单桩极限承载力为1003kN,明显低于设计值外,其余14根基本满足设计要求.3　结束语由于实测曲线拟合法是根据桩土体系的实际工作机理建立桩、土数学模型,运用一维波动方程对实测力曲线和速度曲线进行拟合分析,它不仅能评价桩身完整性,而且可提供检测桩的拟合分析结果,如桩身波阻抗、桩侧阻力、桩端阻力以及单桩极限承载力.通过3年多的工程实践,笔者认为实测曲线拟合法分析结果是否符合实际情况,除了分析人员具备一定的桩基和岩土知识外,关键在于现场采集的力曲线Fm(t)和速度曲线V m(t)能否真正携带了所需的土阻力信息和桩身阻抗信息.如果采集到质量高的力和速度曲线,结合场地的实际情况进行综合拟合分析,才会取得良好的效果.[参　考　文　献][1]王雪峰.CCWAPC用户手册.武汉岩海建工物探有限公司.78工程检测专辑 郑柱坚:高应变实测曲线拟合法的基本原理及其应用。

理与分析包括波动方程拟合分析的关键.1,力曲线和速度曲线起始段的重合亦即良好的一致性是必须的,这是一维应力波理论的必然产物,但当①输入的传感器灵敏度不准确,弹性波速(或弹性模量)不合理时;②传感器安装不合理,安装部位材质较差或安装部位不合理时(离桩顶太近,离接桩部位太近,离地表太近);③打击力不够(尤其对于粗短的端承桩)或严重偏心时;④锤垫过厚,信号过缓时;⑤桩上部存在严重缺陷(包括扩颈) 时;⑥上部土层阻力较大时;⑦利用柴油锤激发时(由于记录两条曲线的传感器低频响应不一样,在低幅值段,速度曲线往往略低于力曲线),二者的一致性未必能得到充分满足.鉴于导致力曲线与速度曲线起始段不一致的因素较为复杂,我们在现场和室内分析时一定要仔细判断,在测试现场务必排除①,②, ③,④条,为后续分析创造条件.力曲线和速度曲线的一致性仅限于二者峰值点以前的部位,其中二者曲线形态的正比性是首先应得到满足的,而峰值的相等性(FVX=FMX)却未必,当然只要没有⑤,⑥条件存在,它们应当接近.2,力曲线和速度曲线应较少毛刺,没有莫明振荡,尾部正常归零,这里所指的尾部系指100ms左右处.大量现场试验表明,除特长桩外, 一般高应变测试过程中,桩土系统在几十毫秒内基本上均完成了各种响应,因而经过近100ms以后,基本处于相对静止状态,也即桩顶的力和速度应回复到零.RS仪的分析软件只显示512点,如果采样间隔为100us,则满屏只能显示51.2ms,此时加速度曲线一般不归零,欲观全貌,可将原始信号压缩一次("[")再积分("v"),自然显示100ms时间段.也可以积分后再压缩观看("v"→"Esc"→"Enter"→"[" →"f").当①加速度计安装不紧②传感器附近桩身材质不良③加速度计与其底座之间不紧④加速度计线路故障⑤电荷放大器故障⑥锤击系统较差等时,实测速度信号可能出现漂移或振荡,此时信号即便归零也十分勉强.当①工具式应变计安装不紧②过份扭曲③安装部位材质太差④锤击力过大,桩头进入塑性状态⑤锤击系统较差时,力很可能出现毛刺,振荡及尾部不归零.3,上行波曲线Wu(t)应合理地反映桩土特征同一时刻桩顶力减去速度与广义波阻抗的乘积后除以2便构成了所谓的上行波曲线[Wu(t)=1/2[F(t)-ZV(t)],根据一维应力波理论,当桩身某位置有缩颈类缺陷时,将产生一上升的拉伸波,亦即出现同向的速度反射和反向的力反射;当出现扩颈类"缺陷"时产生一上升压缩波,亦即出现反向的速度反射和同向的力反射;当桩侧遇到土阻力时, 同样产生上升的压缩波(速度反向,力同向);对于摩擦桩而言,桩端阻力较小,应力波传播到桩底后自然产生向上的拉伸波,而端承桩,除因沉渣引起的小幅度拉伸波外,基本上产生一向上的压缩波.这些特征在单独的力和速度曲线上可能没有明显的反映,但在上行波曲线上,大都表现非常强烈,因此,读懂上行波曲线,将给后续的CASE法分析及波动方程拟合分析打下良好的基础.一般来说,除非桩土系统上部异常(即存在缺陷,扩颈或硬土层),在下行波峰值点以前上行波基本上为零,然后逐步增加;当桩身无缺陷时,上行波幅值乘以2便是对应位置以上部位桩侧阻力的总和)(2)()(121tW xRuttCx==,因此它的增加趋势尤其是出现拐点的趋势基本上与地层变化相吻合,如果夹在此趋势中间形成一明显的下跳,则该处一定有缺陷或者干脆就是摩擦桩桩底反射;扩颈现象除浅部和严重者外,由于普遍与桩侧阻力相混,大多难以在上行波中察觉.桩底反射过后,土阻力还将发挥一段时间,但对于摩擦桩而言,高峰期已过,阻力应很快减小至自然状态;端承桩的高峰期相对滞后, 但同样应早于100ms回归自然状态,回归的快慢完全取决于入射波脉冲宽度和桩下部尤其桩底土体材料的性质(弹性模量).观察和解释实测信号曲线应结合基桩工艺,施工记录以及工程地质资料进行.上述两组四条曲线蕴藏了大量桩土系统信息,读懂它们, 留意缺陷位置及严重程度,土层分布,阻力发挥情况(严重滞后为大弹限情形),桩底特点,高应变分析便已完成了大半.附二高应变实测曲线的分析,选择和调整一旦实测信号不正常或曲线形态难以解释,结合RS系列桩基动测仪的高应变CASE法分析软件(同时也是CCWAPC拟合分析程序的数据预处理软件,包括CJ16B.EXE,CJ16P.EXE,CK16.EXE,CK16P.EXE, PDAK.EXE,RMFD.EXE等).可以依下述步骤对实测曲线进行分析与调整:1,读取信号,正确输入各种主屏参数("Esc"+"调整"+"Enter"),并调整好波形的正负极性(n×"tab"+"r")后,键"v",屏幕显示F(t)和ZV(t)曲线,我们可以就此观察这两条曲线的形态,如欲观看100ms的曲线全貌,可依指令"Esc"+"Enter"+"["+"f"(各键功能详见说明书)进行.2,如F(t)和ZV(t)曲线略有错位,此时可通过"r"或"="/"-"进行微调对齐.3,键"t",将同时显示上行波Wu(t)和下行波Wd(t)曲线,但如果本身是单道显示,则必须键"d"+"t"切换后再键"t".4,当实测曲线不合理或无法解释时,首先键"Esc",观察主屏参数,先检查传感器灵敏度是否系一一对应地正确输入,其次检查滤波档与放大倍数(如果有的话),相关桩土参数尤其弹性波速以及锤击参数等亦必须正确输入.5,检查完各种参数后,键"Enter",认真分析各道速度曲线和力曲线("z")的合理性.一般来说,两道速度曲线应相差无几,相应峰值VMX1和VMX2不仅取值合理,而且应较为接近,但也有可能某一道出现严重失真,此时可键"Esc"后,在主屏的速度选择栏摒弃失真道.两道力曲线总是存在一定差异的,相应PMX1和PMX2自然难得一致,相差一个数量级也是非常可能的;力信号中,峰值过后,一方叠加拉力,另一方叠加压力也是非常正常的,这些都是锤击偏心导致的正常现象.现场测试时,分析四道曲线各自的合理性,有利于重新安装传感器,调整锤击系统,而室内分析时,则有利于信号质量的客观评价和曲线的合理取舍.6,完成上述分析,合理选择分析通道,检查完各种需输入的桩土参数以后,键"Enter",显示应力曲线和速度曲线("z"),如果信号显示长度为100ms(分析过程中压缩过一次),务必先键"Space"+"]"复原原始实测信号,然后键"v"+"Esc"+"Enter",显示扩展开的力曲线和速度曲线.如曲线存在高频振荡和毛刺,可通过"Tab"+"o"+平滑点数对其实施平滑处理,平滑最好于各道同步进行,这里的平滑仅对速度曲线和应力曲线,因此如果欲在平滑基础上继续下一步分析, 千万不能键"v",只能键"f".7,键"f"+"d"+"t"+"t",同时显示F(t),ZV(t),Wu(t),Wd(t)四条曲线,继续对其进行深入的分析与处理.8,重新分析F(t),ZV(t)起始段的一致性,FVX,FMX,FHM的合理性以及曲线整体的合理性.一般来说,如果测试方法正确,它们与Wu(t),Wd(t)曲线一道均能被合理地予以解释.9,波动方程拟合分析要求至少计算至桩底反射出现后约25ms处或反射出现后3L/C处,但屏幕显示常为约50ms时间段,为此可利用"r","="/"-"前移F(t)和ZV(t),减少前沿无关部分,使显示部分满足计算要求.如桩太大,利用上述指令难以达到要求时,可压缩信号显示100ms时间段整体曲线,但拟合分析中,波形记录时间越长,单次计算耗时就越大,有时显得毫无必要.10,利用"t"和光标移动键,依次定义下行波峰值点,桩底反射点,下行波起跳点,然后键"Enter"完成CASE法运算,键"w"输入无扩展文件名(桩号)存盘,将自动转存CCWAPC所需的计算数据. 定义桩底反射点时,必须注意平均波速的具体取值.利用"t"键进行三点定义,不仅于CASE法重要,于拟合分析更为重要,因为它是自动拟合过程中收敛判断的根本,有些单位拟合效果很差,然而拟合质量数很低,就是未进行时标定义或定义不当.上述步骤是最基本的,测试正确,实测曲线合理时,可依此进行,但有些时候,因种种原因,F(t),ZV(t)曲线未必合理.为了波动方程拟合分析法的顺利完成,对其进行适当调整就很有必要,这里需要强调的是,各种调整只能由现场实测人员结合现场测试情况,具体施工工艺记录和工程地质资料进行,而且对每一步调整都应能作出较为合理的解释.详细步骤如下(接上述步骤9之后):①调整速度V(t)和位移D(t)曲线Ⅰ,"d",屏幕同时显示能量E(t)和位移D(t)曲线,以及F(t)和ZV(t)曲线,分析D(t)和ZV(t)曲线走向,以及F(t)和ZV(t)前沿的正比性;Ⅱ,如前沿正比性差,可键数下"["/"]",调整ZV(t)前沿,使F(t)和ZV(t)的前沿在形态上保持一致(柴油锤实测信号一般均需完成此项作业),键"d"重新清屏和观察;Ⅲ,如D(t)后端一直为负值,没有出现平坦段趋势(100ms显示时更易观察),或DFIN与实测贯入度严重不符,这些虽然都很正常,但仍以进行合理调整为宜.认真观察D(t)和ZV(t)走向,然后移动光标至某一位置处,此时可利用""键在速度峰值与光标之间的区域内设置一定的加速度偏移量,同时调整V(t)和D(t)曲线,键"d"重新清屏和观察.Ⅳ,继续Ⅱ,Ⅲ步,直至满意为止,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ调整并不过份,一般对计算结果的影响也很有限,但实测信号不合理时,非常必要.②调整力F(t)曲线高应变试桩,速度曲线较为稳定和可靠,而由于种种原因,力曲线就未必了,为使Wu(t)合理,有时不得不参照ZV(t)曲线对F(t)曲线进行适当调整:Ⅰ,"-"/"="及"r"键可使F(t)和ZV(t)在时间方向对齐; Ⅱ,"+"及"↑"/"↓"可对F(t)进行塑性校正,使信号尾部没有偏移量;Ⅲ,"Page"/"Pgdn"可微调力幅值,确保F(t)与ZV(t)的正比性及Wu(t)的合理性得到满足;Ⅳ,如果可以肯定桩上部没有严重缺陷与扩径,上部桩周土体也难以形成较大阻力,F(t)和ZV(t)除前沿正比性较好外,峰值点也基本相等,此时可参照FHM,FVX,FMX在判断出何值更可信的基础上,利用"a"(FVX,FMX平均),"v"(FMX向FVX看齐),"f"(FVX向FMX看齐),"c"(低值向高值看齐)对F(t)和ZV(t)进行归一化处理. 经过①,②的必要调整后,再完成步骤10的操作, 无论CASE法还是拟合法均能得以顺利进行.Nnnsup/ccwapc 主要指令要求常驻内存615K以上,可在岩海网页上找设置方式.安装:1. 目标盘下:(如:E:)插入软盘;2. 执行A:incapa 回车,两张盘均操作一遍;3. ccwapc和nnnsup也可拷入目标盘的LH子目录下(查看incapa.bat).分析:1. \lh\下执行nnnsup∟ [虚拟盘号:或非当前盘以外的硬盘号:]回车,2. 选择子目录读文件.3. "f"试算("AL T+H","ESC"帮助)4. "u"卸载优化5. "r"阻力优化6. "8"调土单元.注意左侧帮助.调总阻力:"s"→输值→"s"→"r""TAB"改变自下而上两相同值间的所有值.7. 阻力平滑a."1"→改摩阻位置"1→2/3"→"ENTER"b."1"→改摩阻位置"2/3→1"→"ENTER"c."f"人工计算8. "l"计算Q-s曲线,"J"亦可(最好为两次)9. 其它可操作"ESC"弹出和退出查看,弹出菜单中左侧均为相应功能的热键10. 打印(计算结束后)"y"+"AL T+P"(选择文件数3)"Y"/"f"+"AL T+P""J"+"J"/"l"/"c"+"AL T+P""n"选择文件方式存"*.equ"可读文件11. "w"存盘12. "z"调最优结果和恢复现场13. "ccwapc"图形及"*.equ"最好用winword排版和打印14. "nnnsup"的则用岩海位图打印程序进行.Windows版程序均有在线帮助(略)。

【施测鉴工】住宅与房地产2019年9月桩基检测中高应变动力检测原理及方法车言飞（烟台市建工检测服务中心，山东 烟台 264001）摘要：高应变动力检测技术是一种专用于桩基检测的检测技术，其具有诸多其他桩基检测技术难以比拟的优点，是如今桩基检测过程中应用前景比较良好的一种检测技术。

文章着重对高应变动力检测的相关原理及方法进行深入的研究分析，并总结出一些可能会影响高应变动力检测技术准确性的影响因素，以期能够提升高应变动力检测技术的应用范围。

关键词：高应变动力检测技术；桩基检测；原理中图分类号：U443.15 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2019）09-0190-01在桩基工程的实际作业过程中，一般都需要对桩基进行实际的质量检查，而质量检查过程中的主要检查项目便是对单桩垂直承载力进行相关检测，以此来确定其承载力是否能够符合标准。

而高应变动力测试技术相比较传统的静载荷实验技术而言，不仅对于人力物力的耗费比较小，还能对大吨位的桩基进行承载力检测，因此对于高应变动力测试技术进行相关的研究，对于如今的桩基质量检查有着极为重要的现实意义。

1 高应变动力检查技术的原理及方法1.1 凯斯法理论凯斯法理论是一种建立在应力波理论之上的检测理论。

在实际桩基承载力检测过程中，凯斯法理论会将桩体假设成为一根等截面的单桩，并将桩体当作是一种连续的弹性杆件，然后根据行波理论，将桩体上实际测量到的数据进行相应的计算，最终计算并确认该桩基的极限承载力，然后将桩基的承载力与项目的需求进行对比，确认该桩基是否符合项目工程的实际需求。

另外，凯斯法理论在对桩基实施承载力计算的过程中，因为其是使用对土助力来进行钢塑法而得出的相关数据数据，所以其所计算得出的数据一般而言都是对该桩体的承载力计算估值，虽然比较近似于桩体的极限承载力，但也有着一定的差距。

因此在实际凯斯法理论应用过程中，往往都需要通过多次计算来得出最终的结果，以此来确保桩体极限承载力计算的准确性。

桩基检测方法和原理一、低应变反射波法检测1、基本流程低应变检测一般首先进行，以了解试验前桩身的完整性。

进行低应变试验前通知委托方或现场监理工程师，经批准后进场进行试验，操作步骤参考如下：⑴传感器安装面预处理；⑵安装传感器；⑶调整仪器进入接受状态；⑷检查信号、存储信号；⑸重复观测确定信号一致性；⑹改变锤击位置及接受位置，重新观测；⑺对异常桩重点对待。

每批桩低应变试验结束后及时进行分析。

对有问题的桩应及时将分析结果通知监理或委托方。

2、低应变检测原理低应变完整性检测是根据应力波在不同波阻抗和不同约束条件下传播特性来判别桩身质量。

具体方法是：试验时将传感器紧密粘贴在被测桩头上，在桩身顶部用力棒（或力锤）进行竖向激振，产生应力波；应力波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显的波阻抗差异界面或桩身截面积发生变化时将产生反射信息，经接收、放大、和滤波后记录在基桩检测仪内；然后用电子计算机对记录数据（反射信息）进行处理，结合施工工艺、地层等综合分析，识别来自桩身不同部位的反射信息，据此反射信息对基桩的施工质量进行判释。

二、高应变承载力检测1、基本流程根据试验要求高应变测试应在单桩竖向抗压静载试验完成前进行，高应变试验前通知委托方或现场监理工程师，经批准后进场进行试验检测，操作步骤参考如下：⑴传感器安装面预处理；⑵重锤就位；⑶在仪器监控下安装应力、加速度传感器；⑷调整仪器进入接受状态；⑸按预定高度起吊重锤，接受操作员指挥，使重锤自动脱钩；⑹仪器操作员检查采集信号、工作人员检查传感器；⑺根据操作人员意见重复上述(5)、(6)项，或进行下一根桩的试验工作，重复(1)～(7)步。

直至全部试验结束。

对有问题的桩应及时将分析结果通知监理或委托方。

2、高应变检测原理高应变动力试验是用重锤冲击桩顶，使桩土间产生相对位移，实测桩顶力和加速度的时程曲线，通过波动方程分析法拟合计算单桩的极限承载力。

资料主要分析步骤：①正确选取信号，确定波速平均值；②假定桩和土的力学模型，根据勘察报告和施工记录选定计算模型的初始参数；③利用实测的加速度曲线作为输入的边界条件，通过波动方程数学求解，反算桩顶的力曲线；④如果计算的曲线与实测的曲线不吻合，说明假定的模型及参数不合理，有针对性地调整桩土模型及参数；⑤、根据调整后的桩土模型及参数再行计算，直至计算曲线与实测曲线的吻合程度良好，且难以进一步改善为止。