【正文】 較長(zhǎng)，樁尖土質(zhì)較差，錘擊入射的壓力波從樁尖反射為拉力波，最大拉應(yīng)力大多發(fā)生在打樁初期樁身中部的一定范圍，～；當(dāng)樁尖土質(zhì)較堅(jiān)硬，入射波在樁尖的反射仍為壓力波，壓力波傳至樁頂，此時(shí)樁錘已回跳離開樁頂，應(yīng)力波因而將從自由樁頂端將反射波形成拉力波，這是最大拉應(yīng)力一般發(fā)生在樁的上部。（5）混凝土和易性不好時(shí)，易產(chǎn)生離析現(xiàn)象（6）導(dǎo)管連接處漏水時(shí)將形成斷樁。拔管至一定高度后，樁尖下落且被孔壁卡住，形成樁身的下部無混凝土，產(chǎn)生俗稱的“吊腳樁”。沉管灌注樁分為錘擊沉管、振動(dòng)沉管和壓力沉管三種工藝。（3）靜壓樁。灌注時(shí)可逐漸將鋼管拔出，或?qū)摴芰粼谕翆又校@類樁又可分振動(dòng)沉管和錘擊沉管兩種。（3）抗拔樁。用兩種材料組成的單根樁即為組合樁?；炷翗妒悄壳笆澜绺鞯刈顝V泛使用的樁，又可分為預(yù)制混凝土樁和就地灌注混凝土樁兩大類，前者可在工廠或場(chǎng)地附近集中預(yù)制。（2）部分?jǐn)D土樁，也稱微排土樁。實(shí)際測(cè)試過程中，如果樁身參數(shù)，地質(zhì)條件也發(fā)生變化，采用錘擊時(shí)脈沖波的頻率又不確定，對(duì)測(cè)試結(jié)果的判別將會(huì)產(chǎn)生極大的影響。至今，樁基礎(chǔ)已是建筑物最廣泛采用的基礎(chǔ)形式之一。AbstractPile foundation dynamic testing refers to the pile top places a dynamic force (load), the dynamic force can be transient impact or steady vibration force. Pile soil system in dynamic force produced under the action of dynamic response, the different function of sensors at the top of the pile dynamic response signal measured (such as displacement, velocity and acceleration signals) , by analyzing the signal of time domain, frequency domain analysis or transfer function analysis, determine the structural integrity of pile, the bearing capacity of single pile. Along with our country national economy and the rapid development of engineering construction, foundation pile detection as an important part of the concealed engineering acceptance, to ensure the safety of the engineering construction stability plays a very important role. Among various kinds of detection methods, reflection wave method is the most widely used, use the most convenient, theory and practice of development is more mature, more advanced instrument equipment and application analysis software. But, overall, pile testing technology application development time is not long in our country, many test method is not only imperfect in theory, there are some problems in actual application. In foundation pile integrity testing, use to determine the defect position of pile low strain gauge, judging defect types and severity of. This paper mainly do the job: This article introduces the basic principle of low strain, applicable range and advantages and disadvantages, and one dimension wave theory basic equations and solutions, low strain pile foundation inspection of the matters needing attention, the types of sensors ，analysis of time domain and frequency domain curves, etcKey words: Low strain。安徽建筑大學(xué)本科畢業(yè)論文目 錄摘要 3Abstract 4第一章 緒論 5 5 6 8 11第二章 應(yīng)力波與樁的完整性 13 13 14 14 15 15第三章 低應(yīng)變反射波法的基本原理 17 一維波動(dòng)理論 17 桿的縱向波動(dòng)方程 17 桿的縱向波動(dòng)方程解答 19 分離變量法求解波動(dòng)方程 19 采用行波理論求解波動(dòng)方程 21 應(yīng)力波的相互作用在不同阻抗界面上的反射和投射 23 應(yīng)力波的相互作用 23 應(yīng)力波在桿不同阻抗界面處的反射透射 24第四章 測(cè)試系統(tǒng) 26 26 26 27 29 29 33 35 36第五章　測(cè)試方法及數(shù)據(jù)處理 37 測(cè)試方法 37 37 38 40 41 42 43 43 45 48（或樁底）的波形特征 49 51 51第六章 反射波法的使用總結(jié) 56摘要樁基動(dòng)力檢測(cè)是指在樁頂施加一個(gè)動(dòng)態(tài)力（動(dòng)荷載），動(dòng)態(tài)力可以是瞬態(tài)沖擊力或穩(wěn)態(tài)激振力。關(guān)鍵字：低應(yīng)變；反射波法；一維波動(dòng)理論；基樁完整性。20世紀(jì)50年代初，隨著大型鉆孔機(jī)械的發(fā)展，我國(guó)的鐵路和公路橋梁就開始大量采用了混凝土鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁。但是，由于低應(yīng)變測(cè)試是基于一維線彈性理論，結(jié)合了部分工程實(shí)際數(shù)據(jù)，遇到復(fù)雜的地質(zhì)條件，往往要憑借工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，可能會(huì)出現(xiàn)誤判。樁周土被壓密或擠開，土的工程性質(zhì)出現(xiàn)很大的變化，主要有打入和壓入式預(yù)制木樁、混凝土樁、打入式封口底鋼管樁和混凝土管樁、以及就地沉管灌注樁等。（2）混凝土樁。（4）組合樁。外部荷載主要通過樁身側(cè)表面與土層的摩阻力傳遞給周圍的土層，樁尖部分承受荷載很小，一般不超過10%，這類樁基的沉降較大。港口碼頭用的板樁、基坑的支護(hù)樁等即為抗剪樁，主要承受水平推動(dòng)荷載，樁身承受彎矩力，其整體穩(wěn)定則靠樁側(cè)土的被動(dòng)土壓力、或水平支撐和拉錨平衡。將鋼管（鋼殼）打入土層到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后灌注混凝土。我提高灌注樁的承載力，可用管內(nèi)捶擊法或擴(kuò)孔器將樁的端部擴(kuò)大，也可將樁身局部擴(kuò)大，借以改變受力情況，形成擴(kuò)底的為夯擴(kuò)樁，樁中出現(xiàn)樹枝“托盤”的為支盤樁，樁底根系較多的為樹根樁等等。針對(duì)不同樁型，扼要介紹他們常見的質(zhì)量問題。（6）預(yù)制樁尖混凝土質(zhì)量不滿足要求，沉管時(shí)被擊碎塞入樁管內(nèi)。（4）正循環(huán)法清孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)孔的深淺，控制洗孔時(shí)間或孔口泥漿比重，清空時(shí)間過短、孔底沉渣太厚，將影響樁端承載力發(fā)揮。（2）打樁的拉應(yīng)力易引起樁身開裂，打樁拉應(yīng)力的產(chǎn)生及大小與樁尖土的特征、樁側(cè)土阻力分布、入土深度、錘偏心程度和墊層特性有關(guān)。雖然對(duì)彈性波在固體介質(zhì)中的傳播現(xiàn)象研究始于19實(shí)際中葉的Poisson和Stokes等人，幾乎和建立在剛體力學(xué)基礎(chǔ)上的動(dòng)力打樁公式同步，但直到1931年才有人意識(shí)到打樁問題是一波傳播問題。20世紀(jì)80年代，以波動(dòng)方程為基礎(chǔ)的高應(yīng)變法進(jìn)入了快速發(fā)展期，是當(dāng)時(shí)國(guó)際上所有基樁承載力動(dòng)測(cè)方法研究中最熱門的一種。所謂動(dòng)測(cè)法理論體系較為完備只有將樁視為一單獨(dú)自由桿件時(shí)才能成立，而考慮樁與土相互作用機(jī)理后，其復(fù)雜性不言而喻。橫波的傳播是依靠使介質(zhì)產(chǎn)生剪切變形(局部形狀變化)引起的剪應(yīng)力變化而傳播的，與介質(zhì)的剪切彈性相關(guān)。當(dāng)桿身的幾何尺寸或材料的物理性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，相應(yīng)的ρ, C, A會(huì)發(fā)生變化，其變化的發(fā)生處成為波阻抗界面，其比值可表示為廣義波阻抗比。 t為時(shí)間，單位是s。注意，樁身完整性不是嚴(yán)格的定量指標(biāo)，對(duì)不同的樁身完整性檢測(cè)方法，具體的判定特征各異，但為了便于采用，應(yīng)有一個(gè)統(tǒng)一分類標(biāo)準(zhǔn)。但檢測(cè)時(shí)，樁徑是否減小可能會(huì)參照以下條件之一：（1） 按設(shè)計(jì)樁徑；（2）根據(jù)設(shè)計(jì)樁徑，并針對(duì)不同成裝工藝的樁型按施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范考慮樁徑的允許負(fù)偏差；（3）考慮充盈系數(shù)后的平均施工樁徑。例如，混凝土灌注樁出現(xiàn)的縮頸與局部松散、夾泥、空洞等，只憑測(cè)試信號(hào)就很難區(qū)分。為了推導(dǎo)直桿的縱向振動(dòng)方程，需作以下基本假設(shè)：（1）桿件為直桿，桿件的各個(gè)界面相等； （2）桿件材料均勻且各向同性； （3）桿件變形中的橫截面保持為平面，且彼此平行； （4）桿件橫截面上沿軸向只有均布的軸向應(yīng)力； （5）忽略桿件的橫向慣性效應(yīng)，不計(jì)入應(yīng)變率對(duì)應(yīng)力的影響。另外，當(dāng)采用數(shù)值求解實(shí)際樁的波動(dòng)問題時(shí)，一般假設(shè)土阻力的產(chǎn)生有賴于其相鄰樁段的運(yùn)動(dòng)位移和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度，也就是說，土阻力的產(chǎn)生是被動(dòng)的，只有先計(jì)算出樁段的運(yùn)動(dòng)量值，才有可能算出與樁段相鄰的土阻力值，通過靜力平衡，扣除該單元的土阻力后，再將該樁段力值傳遞給下一個(gè)樁段?？梢?，波形函數(shù)Wd以波速c沿x軸正向傳播；同樣可驗(yàn)證波形函數(shù)Wu以波速c沿x軸負(fù)向傳播。另外，后面將用到以下恒等式: F≡F+Z?V2+FZ?V2 (327)式中等號(hào)右邊第一項(xiàng)稱為下行力波Fd（也簡(jiǎn)稱為下行波），第二項(xiàng)稱為上行力波Fu（也簡(jiǎn)稱為上行波）。界面處的力F和速度V滿足FFI=Z1?VVI (336)F=Z2?V (337)求解上述二式，得：F=2Z2Z1+Z2FI=2Z1Z2Z1+Z2VI (338)V=2Z1+Z2FI=2Z1Z1+Z2VI (339)按習(xí)慣將界面處的力波和速度波分解為入射、反射和透射三種波。因ξR≤0，故反射力波與入射力波異號(hào)，若入射波為下行壓力波，則反射的是上行拉力波，與后繼到來的入射壓力波疊加起卸載作用；因反射波與入射波運(yùn)行方向也相反，則反射力波引起的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度VR與入射波的VI同號(hào)，顯然與后繼到來的入射下行壓力波引起的正向運(yùn)動(dòng)速度疊加有增強(qiáng)作用；又因ξR≤1，則透射力波的幅度總是小于或等于入射力波。其中，基樁動(dòng)測(cè)儀是采集、處理實(shí)測(cè)應(yīng)力波形的主要設(shè)備。為降低手錘敲擊時(shí)的水平力分量，錘把不宜過長(zhǎng)。脈沖寬度越小，頻域越寬、能量越分散；脈沖寬度越大，頻域越窄、能量越集中。錘重的選擇應(yīng)使得有明顯的樁低反射為原則。加速度傳感器可滿足反射波法測(cè)樁對(duì)頻率范圍的要求，速度傳感器則應(yīng)該選擇寬頻帶的高阻尼速度傳感器。由于壓電元件表面產(chǎn)生的電荷Q正比于作用力F，故有： Q=dF0=dk0X (46)式中：Q——電荷量的幅值，pC； d——壓電元件的壓電常數(shù)，pC/N。這項(xiàng)指標(biāo)一般應(yīng)小于5%，越小越好。慣性式速度傳感器的原理是：彈簧k、質(zhì)量m和阻尼c構(gòu)成單自由系統(tǒng)，執(zhí)行傳感器的慣性式接收，線圈和磁路構(gòu)成傳感器電動(dòng)式轉(zhuǎn)變，被測(cè)振動(dòng)速度經(jīng)慣性接收后成為線圈相對(duì)于磁場(chǎng)的相對(duì)速度，然后由電磁感應(yīng)原理變換為電動(dòng)勢(shì)。一般速度傳感器的頻道寬度約為2000Hz以內(nèi)。樁較短時(shí)，可選擇靈敏度小一些的傳感器；樁較長(zhǎng)，則選擇高靈敏度的傳感器。③ 由于低頻不足，使用速度傳感器檢測(cè)樁長(zhǎng)大于40m的樁時(shí)，時(shí)域波形曲線的樁低反射特征往往模糊不清，頻域曲線難見整樁的一階諧振。目前普遍使用電荷放大器。例如輸出電壓范圍為5～+5V，則８位A/D所能表示的最小電壓為177。采樣就是按一定的時(shí)間間隔對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行取值，這一時(shí)間間隔稱為采樣間隔，用Δt表示，Δt的倒數(shù)稱為采樣頻率fs： fs=1Δt (51)設(shè)一個(gè)模擬信號(hào)為x（t），信號(hào)的最高頻率為fs。采樣時(shí)間T必須大于2L/c，亦即Δt＞2L/(Nc)才能保證時(shí)域信號(hào)中在第N點(diǎn)能看到柱底反射信號(hào)。不同缺陷深度（樁長(zhǎng)）要求的頻帶寬度 表5缺陷深度（樁長(zhǎng)）頻帶寬度時(shí)域頻域深部缺陷（L’ ≥25m）20～12030～200中深部缺陷（10m≤L,≤25m）20～30030～500中淺部缺陷（2m≤L,≤10m）20～150030～2500超淺部缺陷（L’≤2m）20～300030～5000建議低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)采用的測(cè)量響應(yīng)傳感器為壓電式加速度傳感器。當(dāng)加速度計(jì)的頻響線性段較窄時(shí)，就會(huì)造成信號(hào)失真。因?yàn)椴煌臏y(cè)量系統(tǒng)靈敏度和增益不同，靈敏度和增益都較低時(shí)，加速度和速度響應(yīng)弱，相對(duì)而言降低了測(cè)量系統(tǒng)的信噪比或動(dòng)態(tài)范圍；兩者均較高時(shí)又容易產(chǎn)生過載或削波。，露出密實(shí)的混凝土。因此，測(cè)試時(shí)樁頭應(yīng)與混凝土承臺(tái)斷開；當(dāng)樁頭側(cè)面與墊層相連時(shí)，除非對(duì)測(cè)試信號(hào)沒有影響，否則應(yīng)