应力波反射法在基桩检测中的应用研究

摘要

本文主要是研究应力波反射法无损动力检测的原理及应用，分析不同类型桩的波形特征(纯摩擦桩、嵌岩桩、夯扩桩以及一些新的桩型)，得出不同类型的缺陷桩的信号特征和区别，从而正确有效的判断基桩的缺陷，给出完整性判定。 主要是以分析应力波反射法动力检测的理论基础一波动理论为切入点，利用行波理论对其求解，推断应力波相遇时的相互作用以及在不同阻抗界面处的反射和透射。分析低应变法的技术要点，其中包括测试仪器和激振设备的选择，桩头处理，测试参数设定，传感器安装和激振操作，然后从理论上给出了检测数据分析与判定(通过统计确定桩身波速平均值，桩身缺陷位置的计算，桩身完整性类别判定)。接着通过具体的低应变现场检测，给出了不同缺陷的桩的不同的波形特征，如完整桩的实测曲线与谱图，浅部缺陷桩的实测曲线，扩径现象的实测信号特点，缩颈和离析的不同之处等。另外还对应力波反射法检测基桩完整性若干问题进行探讨，主要是结合工程实践，分析了应力波反射法在测灌注桩桩底沉渣的应用，应用应力波反射法判断桩端性状的应用，桩周土在应力波反射法检测中的影响以及在一些新兴桩型中的检测应用。 通过对反射波法检测桩身完整性原理的分析和研究，可以对其有更全面的认识—采集的反射波为什么可以体现桩身的缺陷，不同的反射波各代表什么样的缺陷等，有了这些理论上的认识，就可以有助于我们在面对一些新桩型时，应该如何去分析，如何从反射波信号中滤掉那些干扰信息，得到有用的信息，而不至于误判、错判。对于端承桩，我们可以从波形曲线上判断桩是否有效的进入了岩石，桩底沉渣的情况；对于有护壁的桩我们应该充分考虑护壁引起的桩身阻抗的变大或缩小；对于全螺纹灌注桩应该注意到附着在桩体上的螺纹对于检测信号的影响等。本文还结合了反射波法现场的检测，对现场检测的关键的问题进行了说明，为今后的检测工作中有效的开展提供了指导。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1桩基础的发展及应用

1.2研究的现状

1.2.1室外优质测试数据的获得

1.2.2室内检测数据的分析

1.3存在的问题

1.4本文研究内容及技术路线

1.5本章小结

第二章应力波在不同阻抗界面处的作用研究

2.1应力波基本理论

2.1.1杆的纵向波动方程

2.1.2杆的纵向波动方程解答(行波理论)

2.2应力波在不同阻抗界面的相互作用

2.2.1应力波的相互作用

2.2.2应力波在杆不同阻抗界面处的反射和透射

2.3应力波在完整桩中的传播

2.4典型缺陷与其对应的谱图

2.4.1浅部缺陷桩的实测曲线

2.4.2扩径现象的实测信号特点

2.4.3缩颈和离析

2.5本章小结

三、应力波反射法检测基桩完整性的可靠性分析

3、1振源特性对测试效果的影响

3、2桩中一维波速的弥散效应

3.2.1桩身材料阻尼对波速的影响

3.2.2桩身几何尺寸对波速的影响

3.2.3土体阻力对波速的影响

3.2.4砼强度与波速之间的关系

3.3测试误差及精度分析

3.4小结

第四章应力波反射法在新型桩中的应用分析

4.1全螺旋灌注桩—螺纹桩

4.1.1全螺旋灌注桩成桩工艺

4.1.2全螺旋灌注桩的桩身完整性检测

4.2复合载体夯扩桩

4.2.1复合载体夯扩桩成桩工艺

4.2.2复合载体夯扩桩的桩身完整性检测

4.3结论与建议

第五章总结与建议

5、1全文总结

5、2建议

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文