小应变基本理论和常用方法(DOC)
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小应变检测技术交底一、小应变检测定义及适用范围反射波法是基桩低应变桩身完整性检测中最常用的方法,它“适用于通过分析实测混凝土灌注桩和预制桩等刚性材料桩的桩顶速度响应信号的特征来分析桩身的完整性,判定桩身缺陷位置及影响程度,判断桩端嵌固情况。
反射波法是在桩身顶部进行竖向激振产生弹性波,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、裂缝、断桩和严重离析等)或桩身截面积变化(如缩颈或扩颈)部位,将产生反射波,经接收放大,通过分析实测曲线特征,以判断桩身完整性。
小应变检测技术一般适用于桩长小于40m的桩基。
二、检测仪器与设备1、检测系统包括信号采集及处理仪、传感器、激振设备和专用附件。
2、根据桩型和检测目的,宜选择不同材质和质量的力锤和力棒,以获得所需的激振频率和能量。
三、灌注桩常见质量缺陷1、钻(冲)孔灌注桩(1)对于有泥浆护壁的钻(冲)孔灌注桩,桩底沉渣及孔壁泥皮过厚是导致承载力大幅降低的主要原因。
(2)水下浇注混凝土时,施工不当如导管下口离开混凝土面、混凝土浇注不连续时,桩身会出现断桩的现象,而混凝土搅拌不均、水灰比过大或导管漏水均会产生混凝土离析。
(3)当泥浆相对密度配置不当,地层松散或呈流塑状,或遇承压水层时,导致孔壁不能直立而出现塌孔时,桩身就会不同程度的出现扩颈、缩颈或断桩现象。
(4)钢筋笼的错位(如钢筋笼上浮、扭曲或偏靠孔壁)也是这类桩经常出现的质量问题。
(5)对于干作业钻孔灌注桩,桩底虚土过多时导致承载力下降的主要原因,而当地层稳定性差出现塌孔时,桩身也会出现夹泥或断桩现象。
四、混凝土灌注桩的桩身常见缺陷时程曲线波形特征混凝土灌注桩种类较多,桩身成形条件隐蔽,并常用于高速公路桥梁、港口码头等重要工程的桩基。
如施工时不符规范要求,现场记录马虎,难免不会出现各种类型桩身缺陷,反映在混凝土灌注桩桩身缺陷的反射波波形特征如下:1、离析,同相,波形不规则,频率较低,第一反射波与初始波同相,后续反射信号杂乱,能量较弱,一般不掩盖缺陷下部桩身出现的较大的第二缺陷信号,但若果本身是第二缺陷,则信号易被第一缺陷掩盖;桩身部出现,则不易分辨。
填空题:1:低应变法是采用(低能量瞬态)或(稳态激振)方式在桩顶激振,实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线,通过波动理论分析或频域分析,对桩身完整性进行判定的检测方法。
2:低应变动力检测方法包括(反射波法)和(机械阻抗法)3:低应变动测反射波法是通过分析实测桩顶(速度响应信号)的特征来检测桩身的(完整性),判别桩身(缺陷)位置及影响程度。
4、低应变反射波法、桩身混凝土纵波波速的定义为(C=√(E/ρ));缺陷的深度计算式为(ΔT/2∙C)(均写出表达式即可)。
5:低应变法的理论基础以(一维线弹性杆件)模型为依据。
因此受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比均宜大于(5),设计桩身截面宜(基本规则)。
6:速度导纳是指(响应速度与激励力之比)。
7:在时域曲线上所显示的动力检测力脉冲波越宽,它的频谱(越窄),(低频成分)越丰富;反之,力脉冲波越窄,其频谱(越宽),(高频成分)越丰富。
8:桩身缺陷越严重,缺陷处透射波强度越(弱)。
9:当桩身存在着离析时,波阻抗变化主要表现为(ρ•C)的变化当桩身存着缩径时,波阻抗的变化主要表现为( A )的变化。
10:某截面受力大小为F,截面积为S,该截面所受平均应力大小为为(F/S)。
11:弹性模量为E的线弹性体,写出应力、应变间基本关系式(σ=Eє)12:当初始入射波F1沿X正向(向下)传播尚未达到阻抗变化界面前,下行波就是(入射波),无(上行波)13:初始入射波F i沿X正向(向下)传播,到达阻抗变化界面将产生(反射和透射)14:透射波在截面变化处总是(不)改变方向或符号,且截面缩小处透射波的幅值(大于)入射波。
15:若在桩顶检测出的反射波速度信号与入射波极性相反,则表明在相应位置截面(扩大)。
16:虽然波速与混凝土强度二者并不呈一一对应关系,但二者整体趋势上(呈正相关关系)。
17:声波透射法以超声波的(声速)和(振幅)为主,(频率)和(波形畸变)为辅来判断混凝土的质量。
第四章 应变分析应变是表示变形大小的一个物理量,物体变形时,体内各质点在所有方向上都会有应变,故同样需要引入“应变状态”的概念。
点应变状态也是二阶对称张量,与应力张量有许多相似的性质。
但是,应变分析主要是几何学和运动学的问题,它与物体中的位移场或速度场有密切联系。
学习本章时,特别要注意掌握“小应变”、“无限小应变”及“大应变”等基本概念;注意区分“全量应变”与“应变增量”(也称增量应变)或“应变速率”(也称应变,分析大塑性变形时主要是用应变增量或应变速率,因此这两个概念是我们应该重点掌握的。
另外,小应变分析也很重要,可以说是应变分析的基础,它的许多结论可以直接用于应变增量或应变速率分析,所以本章中讨论小应变的篇幅较大。
§4.1有关变形的一些基本概念我们首先观察一些简单的例子。
图4.1α)表示均匀拉伸,这时变形体中的单元体P 在拉伸后被拉长变细,同时移至P 1的位置。
在不同方向切取单元体时,单元体变形的表现形式是不同的,例如斜切的单元体Q 移至Q 1的同时就歪斜了。
图4.1b)表示一物体在有摩擦的平板间被压缩成了鼓形。
这时中心线上的一个单元体P 被压扁且移至P 1;而Q 移至Q 1时还由于摩擦力的作用而歪斜了,单元体R 移至R 1时还有明显的角度偏转。
图4.1c)表示一理想化了的剪切过程,这时单元体P 被剪斜了,而单元体Q 则仅仅平移至Ql ,并未变形。
图4.1d)是弯曲工序,单元体P 移至P 1时,被压短而且转动了角度;单元体Q 移至Q 1的同时转动了一个角度,但没有变形。
由以上的观察,我们可以得到如下的一些概念:(1)单元体的变形可分两种形式,一种是线尺寸的伸长缩短,叫做正变形或线变形,一种是单元体发生畸变,叫做剪变形或角变形。
正变形和剪变形也可统称“纯变形”。
(2)对于同一变形的质点,随着切取单元体的方向不同,则单元体表现出来的变形数值也是不同的,所以同样需要引入“点应变状态”的概念。
填空题:1:低应变法是采用(低能量瞬态)或(稳态激振)方式在桩顶激振,实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线,通过波动理论分析或频域分析,对桩身完整性进行判定的检测方法。
2:低应变动力检测方法包括(反射波法)和(机械阻抗法)3:低应变动测反射波法是通过分析实测桩顶(速度响应信号)的特征来检测桩身的(完整性),判别桩身(缺陷)位置及影响程度。
4、低应变反射波法、桩身混凝土纵波波速的定义为(C=√(E/ρ));缺陷的深度计算式为(ΔT/2∙C)(均写出表达式即可)。
5:低应变法的理论基础以(一维线弹性杆件)模型为依据。
因此受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比均宜大于(5),设计桩身截面宜(基本规则)。
6:速度导纳是指(响应速度与激励力之比)。
7:在时域曲线上所显示的动力检测力脉冲波越宽,它的频谱(越窄),(低频成分)越丰富;反之,力脉冲波越窄,其频谱(越宽),(高频成分)越丰富。
8:桩身缺陷越严重,缺陷处透射波强度越(弱)。
9:当桩身存在着离析时,波阻抗变化主要表现为(ρ•C)的变化当桩身存着缩径时,波阻抗的变化主要表现为( A )的变化。
10:某截面受力大小为F,截面积为S,该截面所受平均应力大小为为(F/S)。
11:弹性模量为E的线弹性体,写出应力、应变间基本关系式(σ=Eє)12:当初始入射波F1沿X正向(向下)传播尚未达到阻抗变化界面前,下行波就是(入射波),无(上行波)13:初始入射波F i沿X正向(向下)传播,到达阻抗变化界面将产生(反射和透射)14:透射波在截面变化处总是(不)改变方向或符号,且截面缩小处透射波的幅值(大于)入射波。
15:若在桩顶检测出的反射波速度信号与入射波极性相反,则表明在相应位置截面(扩大)。
16:虽然波速与混凝土强度二者并不呈一一对应关系,但二者整体趋势上(呈正相关关系)。
17:声波透射法以超声波的(声速)和(振幅)为主,(频率)和(波形畸变)为辅来判断混凝土的质量。
大应变就是弹性屈服超过极限,小应变就是在塑性变形范围之内的大、小应变检测——桩基质量检测方法2007年10月16日星期二 19:09“大应变”和“小应变”两者的区别:一是试验可以得出的参考数据不同:大应变(也叫高应变)可以测出工程桩的桩身完整性和承载力,而小应变(也叫低应变)只能测桩身完整性。
二是试验的方法不同。
大应变试桩的基本原理:用重锤冲击壮顶,使桩-土产生足够的相对位移,以充分激发桩周土阻力和桩端支承力,通过安装在桩顶以下桩身两侧的加速度传感器和安装在重锤上的加速度传感器接收桩和锤的应力波信号,应用应力波理论分析处理力和速度时程曲线,从而判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。
而小应变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。
大应变不是最可靠的检测竖向承载力方法,要准的话还是要静载;一个大应变有适用范围,二是要有地区经验,如果你这个大应变试验符合这两个条件,那就补桩吧。
不符合的话,桩基检测规范里提到对大应变结果有疑虑或需要验证其结果时时宜进行静载试验12000Kn极限承载力一般是大直径嵌岩桩,大直径扩底桩或Q-S曲线具缓变性特征的大直径桩都不宜采用高应变法检测竖向承载力。
桩基低应变动力检测是什么?桩基低应变动力检测主要以低应变要测量桩身的刚度,然后再根据刚度换算桩身的强度。
主要目的还是检测桩身砼强度,再根据桩身砼强度换算桩本身的承载力什么是桩基静载试验一、前言桩基静载试验是一项方法成立,理论上无可争议的桩基检测技术。
在确定单桩极限承载力方面,它是目前最为准确、可靠的检验方法,判定某种动载检验方法是否成熟,均以静载试验成果的对比误差大小为依据。
因此,每种地基基础设计处理规范都把单桩静载试验列入首要位置。
一般情况下,桩基静载试验的成果数据,如单桩承载力、沉降量等均认为是准确、可靠的,这已为无数的工程实例证明。
小应变和静载检测方案2随着现代工业领域的不断发展,小应变和静载的检测成为了工程应用中重要的环节。
小应变和静载检测技术不仅可以保证工程质量,还能保障生命财产安全。
在这篇文章中,我们将介绍两种小应变和静载的检测方案。
方案一:式样系数法式样系数法是基于物体的几何形状和尺寸范围的一种小应变检测方法。
该方法的优点在于操作简单,设备成本低廉,不需要进行图像处理,能够快速计算出物体的变形量。
式样系数法的流程如下:1.选取合适的试验体并进行标记;2.对试验体进行变形;3.通过截面面积变化计算得到应变量;4.通过实验数据和物理模型计算得到式样系数。
其中,式样系数是指物体的几何形状和尺寸对应变量的影响系数。
式样系数法的优点在于能够快速测量和计算变形量。
同时,这种方法的实验难度较小,不受试验环境的影响。
但是,该方法存在一些缺陷,如可能受到试样形状、尺寸和表面状态的影响,并且对于较小的应变量精度较低。
方案二:光弹法光弹法是一种应力与应变测量方法,也是一种非接触式的应变测量方法。
光弹法的原理是利用光学原理和弹性力学原理,将两种物理方式结合起来实现应力和应变的测量。
这种方法的特点是具有无接触、高精度、大量测量点、简单、直观并可以进行实时观察的优点。
光弹法的流程如下:1.制备光弹制样板;2.利用光源照射制样板,并观察样板上形成的干涉条纹;3.在物体表面制造光弹应变;4.通过观察干涉条纹的变化,计算物体上的应力和应变分布。
光弹法能够实时获取各个方向上应变数据并且具有较高的精度和灵敏度,可以有效避免传统测量方法中试验误差和改变试验状态对结果的影响。
但是,使用光弹法需要较昂贵的设备和较高的操作技能,同时该方法的应用范围有限。
小应变和静载检测是现代工业领域中的重要环节,涉及到工程质量和生命财产安全。
本文介绍了两种小应变和静载检测的方案,分别是式样系数法和光弹法。
式样系数法操作简单,设备成本低,速度和准确度较高;而光弹法具有无接触、高精度、大量测量点、简单直观并可以进行实时观察等优点,但设备条件和技术水平要求较高。
我写的讲义_应变理论应变理论参考文献:1 王龙甫. 弹性理论. 科学出版社. 1979. 第2章2 陆明万, 罗学富. 弹性理论基础. 清华大学出版社. 1990. 第3章3 谢贻权. 弹性力学. 浙江大学出版社. 1988. 第4章4 黄怡筠, 程兆雄. 弹性理论基础. 北京理工大学出版社. 1988. 第3章 5朱滨. 弹性力学. 中国科技大学出版社. 2008. 第3章总体思路:进一步说明小变形应变方程;再定义格林应变;在小变形情况下,将格林应变简化成小变形应变。
3.1 对小变形应变的进一步说明(说明推导过程中的小变形假定)其中, (),,u u x y z = (),,v v x y z = (),,w w x y z =()1d ,d ,d d d d u u u u u x x y y z z u x y z x y z =+++=+++()1d ,d ,d d d d v v v v v x x y y z z v x y z x y z=+++=+++ x()1111111d ,d ,d N x x y x z x +++()d ,d ,d N x x y y z z +++()1d ,d ,d d d d w w w w w x x y y z z w x y z x y z=+++=+++ 线段MN 的正应变为 1r rrε-=(2.1)r =(2.2)1r ==(2.3)现在讨论一种特殊情况,即线段MN 平行于x 轴,那么有 d r x =(2.4)d d 0y z ==(2.5)1d r == (2.6)如果我们所讨论的仅限于微小变形情形,就是假定线段MN 变形后在y 轴z 轴方向的位移很小,不影响其长度,那么可以略去式(2.6)中根号内的第二及第三项,得到11d u r x x=+(2.7)那么将式(2.4)和式(2.7)代入式(2.1)1r r ur xε-?==(2.8)同样的道理,得到y z v wyzεε??==(2.9)变形体中,同一点不同方向的应变分量是不同的,所以应变不仅是点的坐标的函数,而且对于同一点,应变还是方向的函数。
设备简单,方法快速,费用低,是普查桩身质量的一种有力手段,最受建设单位和施工单位的欢迎。
小应变的检测原理及局限性
小应变的理论基础是一维应力波理论,基本原理是用小锤冲击桩顶,通过粘结在桩顶的传感器接受来自桩中的应力波信号,采用应力波理论来研究桩土体系的动态响应,反演分析实测速度信号,获得桩的完整性。
一维应力波理论有一个重要的假设即平截面假设,即假设力和速度只是深度和时间的函数。
理论上,如果杆的长度L远大于杆的直径D,可将其视为一维杆,实际上,如果L/D>7,认为可近似作为一维杆件处理。
当桩顶受到锤击点(点振源)锤击时,将产生一个四周传播的应力波,类似半球面波,除了纵波外,还有横波和表面波,在桩顶附近区域内,平截面假设不成立,只有传到一定的深度即X>7D时,应力波沿桩身向下传播的波阵面才可近似看作是平面,即球面波才可近似看作是平面波,一维应力波理论才能成立。
小应变有其方法本身的局限性:1.对于多缺陷桩,应力波在桩中产生多次反射和透射,对实测波形的判断非常复杂且不准确,第二、第三缺陷的判断会有较大误差,一般不判断第三个缺陷。
2.不能
定量计算桩底沉渣厚度。
对端承桩的嵌岩效果只能做定性判断。
因嵌岩有时出现较强的负向反射波,会严重影响桩底反射波和桩底沉渣的判断。
3.只能对桩身质量作定性描述,不能作定量分析。
不能识别纵向裂缝,能反映水平裂缝和接缝,但程度很难掌握,易误判为严重缺陷。
4.桩身渐变扩径后的相对缩径易误判为缩径,渐变缩径或离析且范围较大时,缺陷反射波形不明显。
5.不能提供桩身混凝土强度。
填空题:1:低应变法是采用(低能量瞬态)或(稳态激振)方式在桩顶激振,实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线,通过波动理论分析或频域分析,对桩身完整性进行判定的检测方法。
2:低应变动力检测方法包括(反射波法)和(机械阻抗法)3:低应变动测反射波法是通过分析实测桩顶(速度响应信号)的特征来检测桩身的(完整性),判别桩身(缺陷)位置及影响程度。
4、低应变反射波法、桩身混凝土纵波波速的定义为(C=√(E/ρ));缺陷的深度计算式为(ΔT/2∙C)(均写出表达式即可)。
5:低应变法的理论基础以(一维线弹性杆件)模型为依据。
因此受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比均宜大于(5),设计桩身截面宜(基本规则)。
6:速度导纳是指(响应速度与激励力之比)。
7:在时域曲线上所显示的动力检测力脉冲波越宽,它的频谱(越窄),(低频成分)越丰富;反之,力脉冲波越窄,其频谱(越宽),(高频成分)越丰富。
8:桩身缺陷越严重,缺陷处透射波强度越(弱)。
9:当桩身存在着离析时,波阻抗变化主要表现为(ρ•C)的变化当桩身存着缩径时,波阻抗的变化主要表现为( A )的变化。
10:某截面受力大小为F,截面积为S,该截面所受平均应力大小为为(F/S)。
11:弹性模量为E的线弹性体,写出应力、应变间基本关系式(σ=Eє)12:当初始入射波F1沿X正向(向下)传播尚未达到阻抗变化界面前,下行波就是(入射波),无(上行波)13:初始入射波F i沿X正向(向下)传播,到达阻抗变化界面将产生(反射和透射)14:透射波在截面变化处总是(不)改变方向或符号,且截面缩小处透射波的幅值(大于)入射波。
15:若在桩顶检测出的反射波速度信号与入射波极性相反,则表明在相应位置截面(扩大)。
16:虽然波速与混凝土强度二者并不呈一一对应关系,但二者整体趋势上(呈正相关关系)。
17:声波透射法以超声波的(声速)和(振幅)为主,(频率)和(波形畸变)为辅来判断混凝土的质量。
18:高应变测桩时,若遇到桩身某截面有缩颈或断裂,则会产生(上行拉伸波),若桩侧某部位土阻力明显增大,会产生(上行压缩波)选择题:1:桩的动测技术中主要采用(A)A 纵波B 横波C 表面波2:机械阻抗法的导纳曲线可计算的特征数据有:(A B C D)A桩的测量长度、导纳几何平均值、理论值B桩的动刚度C波速D一阶谐振频率3:一般在各种激振下桩的竖向振动包含了(A D)A低频的刚体运动B高频的刚体运动C低频的波动D高频的波动4:一根弹性杆的一维纵波速度为3000m/s,当频率为3000Hz的下弦波在该杆中传播时,它的波长为(A)A 1mB 9mC 1mmD 9mm5:一根Φ为377mm长18m的沉管桩,低应变动测在时域曲线中反映的桩底反射为12ms,其波速为(B)A 3200m/sB 3000m/sC 1500m/s6:一根Φ为377mm长18m的沉管桩,(同上题工地桩)对实测曲线分析发现有二处等距同相反射,进行频率分析后发现幅频曲线谐振峰间频差为250Hz,其缺陷部位在(B)A4m B 6m C 8m D 12m7:桩身缺陷在实测曲线上的表现是(D)桩身扩径在实测曲线上的表现是(B)A 力值越大,速度值越大B 力值增大,速度值减小C 力值减小,速度值减小D 力值减小,速度值增大8:对于应力波反射法,要检测桩身深部缺陷,应选用(B C)材质锤头,它可产生较丰实的(F)信号;欲提高分辨率,应采用高频成分丰富的力波,应选用(D)材质锤头。
A 硬橡胶B 木C 尼龙D 铁E 高频F 低频G 宽频9:桩动测法的波速C指的是(D)A 测点处的波速 B.桩全长的平均波速 C.桩入土深度的平均波速 D.测点下桩长平均波速10:满足一维应力波理论的条件是(B D)A λ≈DB λ»DC λ<D D λ«LE λ»LF λ≈L(λ-波长,D-桩径,L-桩长)11:频域分析过程中,深部缺陷和浅部缺陷的频差分别为Δf1和Δf2,则(A)AΔf2≻Δf1BΔf2≺Δf1CΔf2=Δf1D不好比较12:当桩顶作用于一个正弦激振力时(假设桩材为均匀线弹性),一维应力波理论能适用于桩的前提是(D)。
A 桩长度远大于桩径;B 激振力波长远大于桩径;C 激振力波长等于桩径;D 同时满足A和B。
13:一根置于地面,两端自由的桩,窄方波入射时,在桩身正中央所记录的入射波幅V I与反射波幅V R间的关系为(A)A V R≈V IB V R≈-2V IC V R≈-V ID V R≈2V I14:同上题,入射波与反射波的时差为(B)A 2L/CB L/CC 1.5L/CD 2.5L/C15:一根置于地面,两端自由的桩,方波入射时,桩顶所测的桩底反射波幅V R与入射波幅V I 间的关系为(D)A Vr≈V IB Vr≈-2V IC Vr≈- V ID Vr≈2V I16:一维线弹性杆中,质点位移u是位置x和时间t的函数,则某点附近的应变和该点的加速度分别表达为:(B)A әu/әx,әu/әtB әu/әx,ә2u/ә2tC ә2u/ә2x,әu/әtD ә2u/ә2x,ә2u/ә2t17:桩长20m,c=4000m/s,两端均为自由,t=0时刻一端受到半正弦力脉冲激励,脉冲力持续时间1ms,则(C)桩任何位置受力均为零。
A t=3.0msB t=5.0msC t=5.5msD t=6.0ms18:机械阻抗法可用来检测混凝土灌注桩的(AB)A判定桩身完整性B检测桩身缺陷及其位置C估算单桩承载力D确定桩的极限荷载E区分缺陷类型19:桩侧土阻力对应力波传播的影响有哪些方面?(ACD)A导致应力波迅速衰减B影响桩身应力波传播速度C影响缺陷反射波幅值D产生土阻力波20:应力波沿桩身传播,其衰减快慢同(ABC)有关A桩阻尼B土阻尼C应力波频率D激振能量21:下列哪些桩不宜采用反射波法进行低应变完整性检测?(BCDE)AC20的素混凝土桩B桩径1.4m,取样抗压强度5.8MPa的高压旋喷桩C水泥土搅拌桩D薄壁钢管桩E碎石桩F桩径1m,桩长15m的人工挖孔桩22:为兼顾频域分辨率,按照采样定理应(AD)A适当降低采样频率B选用较高的采样频率C采用较小的采样时间间隔D增加采样点数23:声波透射法检测时,增大声波频率,有利于(A)A 增强对缺陷的分辨力B 延缓声波的衰减C 增大声波的探测距离D 提高信号的信噪比判断题:1:纵波、横波可在任何弹性介质中传播。
(×)2:瞬态激振应通过现场敲击试验,选择合适重量的激振力锤和锤垫,宜用窄脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号。
(×)3:对于嵌岩灌注桩,从理论上讲可以用低应变反射波法有效地检测出桩端的嵌岩质量,即在桩端波形呈反向反射时,则认为嵌岩状况良好,反之则认为在桩端处存在低劣混凝土或沉渣的可能性较大,或存在软弱夹层或岩溶孔洞等。
(√)4:解一维波动方程式时,杆的自由端的边界条件为u=0,杆的固定端的边界条件为әu/әx =0 (其中u为截面位移,x为截面位置)(×)5:对公路工程中的大直径基桩,当传感器与激振点间距过大时,测得的波速会大于实际波速,因此相应的缺陷位置的计算深度也会比实际的大。
(√)6:因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配可能会导致实测信号无桩底信号。
(√)7:当桩顶受到瞬态脉冲力作用时,激振能量以应力波形式沿桩身传递,当遇到桩身截面波阻抗(ρCA)发生变化时,,将产生反射波和透射波,应力波反射透射的能量大小取决于界面上下的波阻抗ρCA值,并遵守能量守恒定律。
界面上下的波阻抗相差越大,反射波能量就越大,透射波的能量越小。
(√)8:对于时域信号,采样频率越高,则采集的数字信号越接近模拟信号,越有利于缺陷位置的准确判定。
(√)9:由于桩中应力波速度和混凝土强度密切相关,有定量关系,所以在基桩动测中可用应力波速度计算混凝土强度。
(×)10:桩顶受锤击时,应力波沿桩身下行,遇到桩身阻抗增大,会产生上行的压缩波;遇到桩身阻抗减小,则产生上行的拉伸波。
(√)11:桩顶受到锤击力时,当遇到桩身有缺损时,在实测曲线上的表现是使力值减少,速度值增大。
(√)12:受外力作用的弹性直杆中,应力波传播速度与质点振动速度是有区别的,质点振动速度取决于应力大小,而波速传播速度仅为材料性质的函数。
(√)13:桩端下的沉渣越厚则桩端反射波信号越强。
(√)14:桩径增大时,桩截面各部位的运动不均匀性也会增加,桩浅部的阻抗变化往往表现出明显的方向性。
(√)15:用瞬态激振检验基桩质量通常使用力锤或力棒,根据所需要的带宽和能量(信噪比)要求,可选择不同重量和锤头材质(如钢、铝、硬塑、尼龙、木等)的激振设备。
(√)16:纵波、横波和表面波是根据介质质点运动速度和波的传播方向来区分的。
(√)17:机械阻抗法可直接测出单桩的承载力。
(×)18:在一维弹性杆中,只要有质点的纵向振动,就会有波的纵向传播。
(√)19:应力波通过缺陷桩部位会引起质点运动速度幅值的衰减,扩径桩也同样。
(×)20:若桩的横向尺寸影响不可忽略,瞬态集中力作用于桩顶时,将在桩顶以下某一深度范内,一维理论的平截面假设不成立,只有减少集中力中的高频成分才能使这一深度缩小。
(×)21:波速与混凝土强度等级呈正相关关系,虽不是线形关系,但是一一对应关系。
(×)22:应力波反射法和声波投射法所测混凝土的声速,为同一性质的纵波,所以波速相同。
(-)23:对同一根桩而言,不论采用何种激振方式,得到的导纳曲线都一样。
(√)24:桩土系统受到瞬态冲击激励后的响应不但取决于冲击激励函数的形式,而且取决于桩土系统本身的动力特性,同一系统受到不同激励冲击,其响应是不同的。
(√)25:如果桩的实测导纳曲线与正常桩的典型导纳曲线有较大出入,则桩身可能有各种缺陷。
(√) 26:应力波沿桩身传播时,与桩周土有关,当桩周土土质好时,桩身应力波传播速度快;反之,桩身应力波传播速度慢。
(×)27:钻孔灌注桩的混凝土质量密度越大,应力波传播速度越快。
(×)28:桩底或缺陷反射波幅值的大小,不仅与桩底或缺陷处的性质及桩周阻力有关,还与手锤激励的频率特性与桩纵向振动的频响特性是否匹配有关。
(√)计算题:1:假设一均质等截面细长混凝土桩,截面积为A,密度为ρ,实验测得当锤击力为F时,对应质点振动速度为v,小应变法测得速度波第一峰与桩底反射波峰间的时间差为ΔT,求桩长。
(ΔT/2 *F/(vρA))2:有一桩桩长为20m,其混凝土应力波速度为4000m/s,试画出下列情况下的理论时域信号波形。
(均需标明时间和位置)①完整②时间t=4ms处广义波阻抗减小③时间t=2.5ms处广义波阻抗增大3:钢筋混凝土应力波C=3800m/s,重度r=25kN/m3,截面A=0.4×0.4㎡,计算混凝土桩的弹性模量E和阻抗Z值(提示:E=rc2/g,Z=rCA/g)。