高应变检测技术解析
高应变检测方法
高应变检测方法1. 光纤布拉格光栅传感器：利用光纤布拉格光栅传感器可以测量结构中的应变变化。
该传感器的原理是通过测量布拉格光栅中反射光束的波长变化来确定应变情况。
2. 电阻应变片：电阻应变片是一种通过测量电阻值变化来确定材料应变的传感器。
通过将电阻应变片粘贴在结构物上，当结构物发生应变时，电阻应变片的电阻值也会随之改变。
3. 压力传感器：虽然压力传感器主要用于测量压力，但它们也可以用于测量应变。
通过将压力传感器放置在结构物表面，并测量传感器受到的力的变化，可以确定应变情况。
4. 声波传感器：声波传感器可以用于测量结构物的应变变化。
通过发送声波信号并测量信号的反射时间来确定结构物的应变情况。
5. 共振频率方法：共振频率方法是一种通过测量结构物的共振频率变化来确定应变情况的方法。
通过对结构物施加激励，并测量结构物在共振频率上的响应，可以推断出应变情况。
6. 电容式传感器：电容式传感器可以用于测量结构物的应变变化。
通过将电容式传感器放置在结构物上，并测量电容值的变化，可以确定结构物的应变情况。
7. 磁性弹性体传感器：磁性弹性体传感器通过利用磁性材料的特性来测量结构物的应变变化。
当结构物发生应变时，磁性弹性体传感器的磁性特性也会随之改变。
8. 位移传感器：位移传感器可以用于测量结构物表面的位移变化，在某些情况下，位移变化可以与应变相关联。
9. 超声波检测方法：超声波检测方法可以用于测量结构物的应变变化。
通过发送超声波信号并测量信号的回波时间来确定结构物的应变情况。
10. 振动传感器：振动传感器可以用于测量结构物的振动变化，而结构物的振动变化可以与其应变相关联。
通过测量振动传感器的输出信号，可以确定结构物的应变情况。
高应变测试技术
第四时间段以第二时间段的终点作为起点， 区段长度 20ms 左右， 这一区段主要用于修正土的卸载系数， 如卸载时土的最大弹性变形和 土的最大负阻力等。
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图 10
拟合曲线的四个时间区段
拟合质量系数 Er 的计算公式如下：
Er Pc ( j ) Pm ( j ) / Pj ( i =1,2,3,4)
4 i 1
式中的 Pc ( j ) 为计算的桩顶力波， Pm ( j ) 为实测的桩顶力波， Pj 为 实测桩顶冲击力峰值。 从 Er 的计算方法可以看出， 四个区段中以桩端处的权值最重。Er 愈小， 说明拟合曲线与相对应的实测曲线愈接近， 相应的土参数也相 对合理。 由于不同实例曲线拟合程序中考虑拟合质量系数的方法不尽相 同，很难用一个统一的标准衡量拟合曲线的吻合程度，为此《建筑基 桩检测技术规范》 等标准中均未列出具体的拟合质量系数标准。 国内 也有部分地方规程参照 CAPWAPC 程序，规定了混凝土预制桩和钢 管桩的最终拟合质量系数宜小于 3%，混凝土钻孔灌注桩的拟合质量 系数宜小于 5%，并以此作为拟合是否达到要求的标准。 6、主要参数对拟合曲线的影响 下面介绍几个主要土参数对拟合曲线的影响（仅指力波） ； ⑴将某一桩单元处的土阻力增加（或减少） ，会使力的拟合曲线 从该单元往后上抬(或下降)。 图 11 中力拟合曲线在 2 L c 之前偏低， 且
4、拟合法确定承载力
（1）曲线拟合法的特点 a、不要求桩身等阻抗； b、可以考虑桩身内阻尼对应力波衰减的影响； c、假定动阻尼力存在于桩侧和桩端，各单元上土的动阻尼力 与静阻力和桩土相对运动速度成正比：
Rd i J i Rs i V i
高应变法检测 方法
三、现场检测工作
1、准备工作
⑴收集资料
工程地质资料、建筑概况、桩位布置图，施工原始记录等， 进行现场调查，了解建筑工程特点。
⑵受检桩龄期应符合下列规定：
①受检桩的混凝土龄期达到28天或预留同条件养护试块强度 达到设计强度。 ②休止时间：砂土7天，粉土10天，非饱和粘土15天，饱和
三、现场检测工作
二、适用范围与限制条件
力学模型及其参数，而模型的建立和参数的选择只能是近似的 和经验性的，是否合理、准确需要大量工程实践经验积累来不 断完善。 灌注桩的截面尺寸和材质的非均匀性、施工的隐蔽性（干作 业成孔桩除外）及由此引起的承载力变异性普遍高于打入式预 制桩，混凝土材料应力—应变关系的非线性、桩头加固措施不 当、传感器条件差及安装处混凝土质量的不均匀性，导致灌注
一般来说，高应变法冲击荷载作用下，使桩土体系进入充分的 非弹性工作阶段，桩和桩周土之间出现瞬时的剪切破坏，从而 充分地激发桩周土对桩的全部阻力作用。
一、高应变法的检测原理
1、概述
通过采集桩身截面在冲击荷载作用下的轴向应变和桩身运动的 时程曲线，获得该截面的轴向内力F(t)和轴向运动速度v(t),从 而观察到应力波在桩身中的传播过程。运用一维波动方程对桩 身阻抗和土阻力进行分析和计算,以判定桩身完整性和单桩承载 力。
且桩头截面尺寸应与桩身截面尺寸相同； ③桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应 在同一高度上。 ④距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为35mm的钢板围裹或距桩 顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设 置钢筋网片2～3层，间距60～100mm。 ⑤桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级。
在高应变试验中，有关土阻力应力波的重要推论有以下几点： ⑴在锤击力的作用下，桩身运动将激发土阻力而使桩身受到外 加的阻力波作用。 ⑵土阻力信号由检测截面的传感器接收，使得实测曲线包含了 试验时实际激发的土阻力信息。
高应变检测方法
高应变检测方法高应变检测方法引言高应变检测是一项重要的技术，广泛应用于工程、材料科学、地质灾害预测等领域。
本文旨在介绍几种常见的高应变检测方法，包括光纤传感法、电阻应变计法、声发射法等。
通过这些方法的应用，可以实时准确地监测材料和结构在受力过程中的应变情况，从而提高安全性和可靠性。
一、光纤传感法光纤传感是一种基于光学原理的高应变检测方法，其原理是利用光纤的光学特性来实现应变的测量。
通过将光纤束固定在被测物体上，当物体受到应变时，光纤会发生变化，从而导致光的传输特性发生变化。
通过测量这些变化，可以准确地计算出物体的应变情况。
光纤传感法具有非常高的灵敏度和稳定性，可以实时监测应变的变化。
它适用于各种材料和结构，包括金属、混凝土、土壤等。
此外，光纤传感法还可以实现多点应变的监测，通过布置多个光纤传感器，可以同时监测多个位置的应变情况。
二、电阻应变计法电阻应变计是一种常见的高应变检测方法，其原理是通过测量被测物体上电阻的变化来实现应变的测量。
电阻应变计通常由导线和电阻片组成，当物体受到应变时，导线和电阻片的长度会发生变化，从而导致电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，可以计算出物体的应变情况。
电阻应变计法具有简单、成本低、易于操作的优点，广泛应用于各种工程和科学研究领域。
但是，电阻应变计法的测量范围有限，通常适用于小应变的测量。
对于高应变场合，需要采用高灵敏度的电阻应变计或其他更为敏感的检测方法。
三、声发射法声发射法是一种基于声学原理的高应变检测方法，其原理是通过检测被测物体在受力作用下产生的声波信号来实现应变的测量。
当物体受到应变时，会在内部和表面产生应变能量释放，从而产生声波。
通过记录和分析这些声波信号的特征，可以准确地计算出物体的应变情况。
声发射法具有非常高的灵敏度和准确性，可以实时监测应变的变化。
它适用于各种材料和结构，包括金属、塑料、岩石等。
声发射法可以实现远程监测，无需对被测物体进行接触或干预，具有很大的便利性和安全性。
高应变检测
高应变检测高应变检测是一种重要的技术，广泛应用于工程、材料科学以及生物医学领域。
它通过测量物体在受力下的变形程度，来评估物体的强度和稳定性。
本文将介绍高应变检测的原理、应用领域、相关技术和发展前景。
高应变检测的原理是基于物体受力导致的形变，利用适当的传感器进行测量。
传感器可以是电阻应变计、光纤光栅、电容应变计等。
这些传感器的工作原理各不相同，但都可以通过测量物体表面或内部的形变情况，来判断物体的应变程度。
高应变检测在工程领域有着广泛的应用。
例如，结构工程师可以利用高应变检测来评估建筑物、桥梁和其他结构的安全性能。
通过在关键部位安装传感器，可以实时监测物体的应变情况，并及时采取措施，以防止结构的破坏和崩溃。
此外，高应变检测也在材料科学领域中扮演重要角色。
材料科学家可以通过测量材料的应变程度，来评估材料的弹性、硬度和韧性等特性。
这对于合金、陶瓷、塑料等材料的研究和应用具有重要意义，有助于优化材料的性能和开发新材料。
在生物医学领域，高应变检测也发挥着重要作用。
例如，医生可以利用高应变检测来监测人体内部的血管应变，从而评估血管的健康状况。
这对于心血管疾病的早期诊断和治疗具有重要意义。
与高应变检测相关的技术也在不断发展。
例如，现代传感器技术的进步，使得高应变检测更加精确和灵敏。
同时，计算机技术的快速发展，使得高应变检测的数据处理和分析更加方便和高效。
未来，高应变检测有着广阔的发展前景。
随着科学技术的不断进步，高应变检测将在更多领域中得到应用。
例如，在航天领域，高应变检测可以用于评估航天器在发射和运行过程中的结构安全性。
在汽车工业中，高应变检测可以用于评估汽车的碰撞安全性能。
在体育领域，高应变检测可以用于评估运动员的受力情况，从而预防运动损伤。
总之，高应变检测是一项重要的技术，已经广泛应用于工程、材料科学和生物医学领域。
它通过测量物体受力导致的变形情况，来评估物体的强度和稳定性。
未来，高应变检测有着广阔的发展前景，将在更多领域中发挥重要作用。
高应变检测基本知识讲解
第二步 仪器设备的安装与连接
1.放置重锤
2.放置固定架
3.传感器与应变环的安装
4.仪器连接
第三步 测试参数设定 开机，选择RS模式 设置高应变相关参数
设置桩土参数
第四步 检查和确认仪器、设备的工作状态
1.检查仪器设备是否正常连接 2.调试应力环的应变值
监视
应变值范围±1000
第五步 重锤锤击（重锤低击）
粗砂--0.05，砂土--0.1~0.15，粉质砂土0.15~0.25，粉土0.25~0.4，粉质 黏土0.4~0.7，黏土0.7~1.0，固定端为0，自由端为1 case法主要定3点：行波起跳点，行波峰值点，桩底反射点 2.在case法分析的基础上再用武汉岩海拟合分析程序进行拟合。 按地勘资料输入桩侧土的摩阻力和端阻力→按f键人工计算，这是第一次拟 合→拟合不满意→继续修改“土单元参数”或“整体参数”→再按f键人工 计算→想要电脑自动拟合→按u键“卸载优化”→拟合效果仍有待改进→按r 键“阻力优化”→反复使用这两种优化直到拟合满意为止。 卸载优化对曲线的整段综合优化即大方向的拟合较好 阻力优化对曲线的2L/c即桩底反射前的信号段拟合较好 辐射阻尼优化对曲线的尾部拟合较好 土塞优化对曲线的2L/c附近拟合较好
2.检测频率
抽检数量不宜少于总桩数的5%，且不得少于5根。
第二节 适用范围及检测方法
适用范围
1、可检测预制桩、预应力管桩和钢管桩的单桩竖向抗压承载力 和完整性； 2、监测打入桩的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数 及桩端持力层选择提供依据； 3、对于灌注桩检测，应具备现场实测经验和本地区相似条件条 件下的可靠对比试验资料。 4、对于Q-s曲线为缓变形的大直径桩、扩底桩、嵌岩桩等，其桩 端阻力发挥所需的位移很大，难于把桩打动，一般不采用高应 变法。
高应变检测
Case法的计算承载力结果取决于一个假定的阻尼系数JC，它需要经过一系列的动静对比试验来确定阻尼系数 的取值，为此，Smith于1960年建议采用通过测量桩头力与速度的变化，结合反映桩土模的波动方程，给出一组 Smith类型的土参数的质弹模型（capwap）。Capwapc是在capwap的基础上发展起来的。
1、仪器的硬件要求，包括A/D转换器、前置放大和滤波器、稳定性和适用性
2、仪器的配件性和维修方便性亦应满足现场测试、记忆、再现功能，合理正确的实时分析功能，美观的图形 打印与显示功能等。
3、仪器的配套性和维修方便性亦应满足现场测试要求。
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操作流程
1高应变检测的适用范围
(1)打入式预制桩，打试桩时的打桩过程监测。
(2)施1前已进行单桩静载试验的一级建筑桩基的工程桩竖向抗压承载力和桩身完整性的检测。
(3)不复杂的二级建筑桩基、一级建筑桩基的工程桩竖向抗压承载力和桩身完整性的检测。
(4)一、二级建筑桩基静载试验检测的辅助检测。另外，高成变检测丰委用于耐工程没计‘进行校验和为工 程验收而进行的现场试聆，对多支盘灌注桩、大直径扩底桩、以及具有缓变形Q—S曲线的大直径灌注桩均不宜采 用高应变法检测单桩竖向抗压承载力；对灌注桩及超长钢桩进行竖向抗压承载力检测时，应具有现场实测经验和 本地区相近条件下的可靠对比验证资料。
检测方法
凯斯法（Case法）
桩身受一向下的锤击力后，桩身向下运动，桩身产生压应力波P（T），在桩身的每一载面Xi处作用有土的摩 阻力R（I,t），应力波到达该处后产生生一新的压力波向上和向下传播。上行波为幅值等于1/2R（I,t）的压应 力波，在桩顶附近安装一组传感器，可接收到锤击力产生的应力波P（T）和每一载面Xi处传来的上行波。同样， 下行波是幅值为1/2R（I，t）的拉力波，到达桩尖后反射成压力波向桩顶传播，到达传感器位置后被传感器接收， 这些波在桩身中反复传播，每到传感器位置时均被传感器接收，在公式的推导过程中不考虑应力波的传播过程中 能量的耗散，可得桩的静极限承载力。
高应变检测方法
高应变检测方法高应变检测是一种重要的实验技术，它在材料科学、工程领域以及生物医学等领域都有着广泛的应用。
高应变检测方法的发展对于材料性能的研究和工程设计具有重要意义。
本文将介绍几种常见的高应变检测方法，并对它们的原理和特点进行简要的分析。
首先，光学方法是一种常见的高应变检测方法。
通过光学方法可以实现对材料表面应变场的测量，其中包括全场测量和局部测量两种方式。
全场测量方法主要包括全息干涉法、数字图像相关法和数字全息法等，这些方法可以实现对材料表面应变场的全面测量，具有测量范围广、测量精度高的优点。
局部测量方法主要包括应变片法和光栅法等，这些方法可以实现对材料表面应变场的局部测量，具有测量精度高、实时性好的特点。
其次，电阻应变片法也是一种常用的高应变检测方法。
电阻应变片是一种特殊材料，其电阻随应变而发生变化，通过测量电阻的变化可以得到材料的应变信息。
电阻应变片法具有测量范围广、适用性强的优点，可以实现对不同材料、不同形状的应变场的测量。
此外，电阻应变片法还具有测量精度高、成本低的特点，因此在工程领域得到了广泛的应用。
最后，声发射技术是一种新兴的高应变检测方法。
声发射技术通过监测材料在加载过程中产生的微小声波信号来获取材料的应变信息。
声发射技术具有对材料损伤敏感、实时性好的优点，可以实现对材料在加载过程中的应变情况进行实时监测。
此外，声发射技术还可以实现对材料的损伤状态进行评估，具有较好的预警效果。
综上所述，高应变检测方法是材料科学和工程领域中的重要技术手段，不同的检测方法各有特点，可以根据具体的应用需求选择合适的方法。
随着科学技术的不断发展，高应变检测方法也将不断完善和创新，为材料性能的研究和工程设计提供更加可靠的技术支持。
高应变检测基本知识讲解
应用：传感器在高应变检测中发挥着重要作用能够实时监测结构的应变和振动等参数为 结构安全评估提供重要依据
数据采集系统
采集方式：通过传感器将物理信号转换为电信号 采集内容：包括应变、加速度、位移等数据 采集频率：根据实际需要选择合适的采集频率 数据处理：对采集到的数据进行处理、分析和存储
案例三：结构健康监测
监测目的：对桥梁、大坝等大型结构进行实时监测确保结构安全 监测方法：利用高应变检测技术对结构的应变、位移等参数进行实时监测 监测结果：通过数据分析及时发现结构异常预防结构破坏 应用价值：提高结构安全性和稳定性减少事故发生
THNK YOU析高应变检测数据 可生成各种图表和报告 具备数据筛选和异常检测功能 可与其他软件进行数据交互和共享
高应变检测操作流程
检测前的准备工作
检测设备的检 查与校准
检测人员的培 训与资质认证
检测环境的评 估与准备
检测方案的制 定与审批
安装传感器
确定安装位置
清理安装表面
固定传感器
检测设备：采用高应变检测系统包括传感器、采集器和数据分析软件等。
检测过程：在桥梁关键部位设置传感器采集车辆通过时的动态响应数据并进行实时分析。
检测结果：通过高应变检测数据分析评估出桥梁结构的安全性状况为后续维护和加固提 供了科学依据。
案例二：桩基检测
检测背景：某高层建筑桩基承载力不足需要进行高应变检测。 检测方法：采用高应变检测技术对桩基进行锤击采集信号并进行数据处理。 检测结果：通过高应变检测成功识别出桩基的承载力不足问题为后续加固处理提供了依据。 结论：高应变检测技术在桩基检测中具有重要应用价值能够为建筑物的安全性能提供保障。
浅谈灌注桩高应变检测技术
浅谈灌注桩高应变检测技术高应变动力法测试技术于20 世纪80 年代随美国PDI 公司的PDA 仪器引入我国，20 世纪90 年代初国内类似的仪器和计算软件业相继面世，国际上以PDA打桩分折仪为代表，国内以FEI—A（B）桩基动测分折系统为代表。
1 高应变法的基本原理高应变法，即用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力时程曲线，通過波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法。
高应变检测技术是从打入式预制桩发展起来的，试打桩和打桩监控属于其特有的功能，是静载试验无法做到的。
高应变动力检测在原理上被简化为一维线性波动力学问题，对桩体本身做了以下基本假定：1）假定桩身材料是均匀的和各向同性的。
2）假定桩是线弹性杆件。
3）假定桩是一维杆件。
4）假定纵波的波长比杆的横截面尺寸大得多。
5）假定破坏只发生在桩土界面。
2 高应变检测方法简介经过几十年的发展，许多学者提出了很多不同的高应变确定基桩承载力的方法。
主要有以下两种：2.1 Case 法Case法的基本假定是桩身阻抗基本恒定；应力波在传播过程中没有能量耗散和信号畸变；桩周土的动阻力忽略不计；桩底土的动阻力与桩端的运动速度成正比。
所以Case是一个半经验的方法，它的优点是具有较强的实时分析功能，使之能在打桩现场立即得到关于承载力、锤击能量、桩身承力和桩身质量等许多分析结果，因此非常适合对打入桩打入过程中的质量控制和对打桩设备性能的测定。
它的缺点是选择Jc（阻尼系数）有一定的随意性（Jc值除和桩尖土有关外，还有桩周土、不同桩类型有关），在计算时仅用到实测曲线的几个特征值，有一定的误差。
特别是对于灌注桩，误差较大。
2.2 波形拟合法波形拟合采用数值试算的方法，有效地克服了Case 法的缺陷。
其基本思路是：在锤击过程中，可以得到两组实测曲线，即力和速度随时间变化曲线。
利用其中一组曲线并对桩身阻抗、土阻力及其他所有桩土作出假定来推求另一组曲线值，利用推求值与另一组实测曲线值对比。
高应变检测方法
高应变检测方法
高应变检测是确定或表征材料或构件的应变特性的技术方法。
它也是提高构件可靠性和使用寿命的关键技术。
目前，高应变检测方法已发展和应用于航空航天、机械、军工、核电、能源、矿山、化工等多个领域。
一、激光应变检测
激光应变检测是一种测量动态形变的非接触式检测技术，它使用激光作为扫描传感器来测量金属构件的应变。
它可以满足大范围和高分辨率的空间拍摄，高重
复性的测量需求。
二、光栅应变计
光栅应变计是一种高精度测量技术，它在构件表面放置一个特定的网格，当构件处于加载条件下时，这个网格就会发生形变，由此推断出构件的应变值。
三、杆和光杆系统
杆和光杆系统是一种组合传感器系统，其目的是测量运动传感器中的各个参数，包括位移、速度、加速度和应变。
它利用被测物体的形变改变杆和光杆的距离，从而测量物体的应变。
四、热失重试验
热失重试验是以热失重为手段的试验方法，通过改变温度，使材料在多重温度、荷载和时间条件下发生改变。
当材料和结构件在这些条件下发生形变、缩小或变形时，可有效地测定其应变。
五、激光测距计
激光测距计是一种利用激光技术测量物体运动距离的传感器，它可以精确测量物体沿一个方向上的形变情况。
它能够检测构件在加载下的变形和挠度，进而判断构件的应变值。
六、气动传感器
气动传感器是一种新型的传感器，它的工作原理类似于飞机的控制面板，利用气动活塞的膨胀来测量构件的应变。
它有一个内控阀，当构件形变发生改变时它可以及时反应，从而测量应变值。
高应变动力测试技术在桩基检测中的应用探析
高应变动力测试技术在桩基检测中的应用探析摘要：在建筑工程中，桩基工程的主要检测方法就是高应变动力法，此种方法在上个世纪70年代被提出，且得到了较快的发展。
相比与静载荷试验法而言，具有一定优势，在桩基检测工作中，能够对大吨位实施良好的检测，在桩基检测中较为权威。
本文首先对高应变力测试技术的概念以及原理、检测方法进行分析，同时对其检测影响因素进行阐述，对该项检测技术的先进性特点进行总结，希望能够有效促进桩基工程检测的顺利开展，为工程安全施工提供一定保障。
关键词：高应变动力测试技术；桩基工程；检测；分析在桩基工程作业过程中，首要工作就是检测桩基质量，对桩基的单桩垂直承载力进行检测，保证其能够符合项目标准[1]。
传统方法检测单桩垂直承载力需要通过静载荷试验完成。
在试验过程中，首先需要对锚桩或堆载物实施称重，而后对相关数据进行研究，但是，此种方式存在一定弊端，需要在准备阶段就耗费大量时间，导致人力财力消耗较大，且也无法用于吨位较大的单桩测试中。
目前，在业界广受推崇的检测技术就是高应变动力测试技术，在实际工程中，无需设置锚桩或堆载物，就能完成对大吨位单桩的检测工作。
现阶段工程检测中已经得到了广泛的应用，且逐渐取代了传统落后的静载荷试验方法，成为桩基检测的首选[2]。
一、高应变动力法概念及原理分析高应变动力法测试技术最早于20世纪70年代在美国被提出，引入我国的时间在80年代，到90年代就已经得到了迅速的扩散，与此项技术相关的仪器以及软件也开始逐渐投入使用。
高应变动力法测试技术在检测工作中，主要就是激发桩基的速度波以及应力波，在桩基顶部实现接收以及测量，以此对桩基承载力进行确定。
高应变动力法测试技术对桩基测验没有较高要求，能够对多处桩基实施检测，实测曲线拟合法理论、凯斯法理论以及阻力系数法等应用较多，且技术较为成熟。
二、高应变动力检测方法（一）凯斯法理论分析凯斯法理论是基于应力波理论提出的新检测方法，在测试过程中，需要将单桩比作应力波理论，并视其为等截面桩[3]。
高应变检测
高应变检测高应变检测是一种用于测量和监测材料和结构在高应变条件下的变形和应变状态的技术。
它在材料科学、工程领域以及地震学、地质学等领域有着广泛的应用。
高应变检测的原理是通过传感器捕捉材料或结构在受力下的变形和应变信息，然后将这些信息转化为电信号，再通过信号处理和分析得到相关的参数。
传感器可以是光纤传感器、应变片、电极传感器等。
光纤传感器是目前应用最广泛的一种高应变检测技术。
其原理是利用光纤的光学特性来测量材料的变形和应变。
一般将光纤分成若干段，每段都经过特殊处理，当有应变作用于光纤时，光纤会发生细微的形变，进而改变光传输的特性，如损失、反射等。
通过对光信号的测量和分析，就可以得到应变信息。
应变片也是常用的高应变检测技术之一。
它是一种具有特殊纹路的金属片，当受力作用于应变片时，测量电阻和电容的变化，就可以计算出应变信息。
应变片具有体积小、响应速度快的优点，可以广泛应用于材料科学和工程领域。
电极传感器是一种直接测量电位差的技术。
当材料或结构受力变形时，电极间会产生电位差，通过测量电位差的变化，可以得到应变信息。
电极传感器具有灵敏度高、测量范围广的优点，常用于材料的高应变检测。
高应变检测的应用非常广泛。
在工程领域，高应变检测可以用于监测桥梁、隧道、大型建筑物等结构的变形和应变状态，及时发现结构的异常变化，采取相应的措施。
在材料科学领域，高应变检测可以用于研究材料的力学性能、变形机理等，为材料的设计和改进提供依据。
在地震学和地质学领域，高应变检测可以用于监测地震活动时地壳的应变状态，研究地震的发生机制。
总的来说，高应变检测技术在工程和科学研究中起着重要的作用，它可以帮助我们了解材料和结构在受力条件下的变形和应变规律，为工程实践和科学研究提供有力的支持。
高应变试验检测要注意的问题及分析
1、高应变检测的常规做法1）优质的实测数据是高应变法分析计算的基础，需要检测的项目有：必须要测的项目：桩头范围内某个选定截面M的平均内力F m和平均速度V m,借此全面掌握一个界面的动力状态。
希望测定的项目：桩顶在每次锤击下得贯入度s d,主要用来验证分析结果。
2、检测截面M的选择①、检测截面与桩顶的间距原则上不小于桩径的1.5倍，最好相距2～3倍桩径，再困难条件下也不得小于1倍桩径。
②、初始应力应力波信号的波峰前后区段对数据质量的判断极为重要，应尽可能避免受到各种条件的干扰和重叠；因此检测截面附近不得存在阻抗突变的截面。
3、测点的选择和准备①必须严格保证每组传感器安装位置在检测截面的对称性，每组传感器的两个测点和检测截面的中心轴的距离必须相等，其连线必须通过中心轴；只有满足这两个条件，两个测点的实测结果的平均值才有可能代表桩身的轴向力和速度。
②每侧的测力和测速度的传感器应尽可能相互靠近，以利于数据的一致性；同侧的传感器的横向间距不得超过80～100mm。
③用于测力的工具式应变计在安装表面上将跨越一定距离，两端的两个接触面不仅必须平整，还必须严格处于同一处理平面之中，才能保证传感器以一定压力紧贴时不产生过大的初始初始变形，此外为了提供必要的摩擦力，平整的表面有不可过于光洁。
4、锤重的选择选择锤重的目的主要在于激发衰减缓慢的应力波，增大脉宽，同事也有利于提高峰值；合起来就是增大能够促使桩身贯入土中的那一部分有效的输入能量以保证土的静阻力的充分发挥。
实际上由于弹性的桩身在土中以蠕动的方式向下进行，每个桩段的阻力都在不断发生变化，应力波本身也在不断衰减之中，问题本身的关键是下行的应力波能否到达桩底并使桩身下部和底部产生足够大的位移而充分调动底部桩周土的静阻力；事实上，锤重和落高只能影响桩顶初始的应力波脉冲，而充分影响桩底的问题则还要取决于两个因素：一是传播过程中的能量的损失，二是桩底端承阻力的激发机理。
高应变检测基本知识讲解
2021/10/10
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第三节 检测系统及仪器设备
检测示意图
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试验仪器及配件
重锤
重锤应材质均匀、 形状对称、锤底平 整，高径（宽）比 应在1.0～1.5范围 内，且不得小于1， 重量应大于预估单 桩极限承载力的 1.0%～1.5%
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架 子
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应力环
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2.检测频率
抽检数量不宜少于总桩数的5%，且不得少于5根。
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第二节 适用范围及检测方法
适用范围
1、可检测预制桩、预应力管桩和钢管桩的单桩竖向抗压承载力 和完整性； 2、监测打入桩的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数 及桩端持力层选择提供依据； 3、对于灌注桩检测，应具备现场实测经验和本地区相似条件条 件下的可靠对比试验资料。 4、对于Q-s曲线为缓变形的大直径桩、扩底桩、嵌岩桩等，其桩 端阻力发挥所需的位移很大，难于把桩打动，一般不采用高应 变法。
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第二步 仪器设备的安装与连接
1.放置重锤
2.放置固定架
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3.传感器与应变环的安装
4.仪器连接
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第三步 测试参数设定 开机，选择RS模式 设置高应变相关参数
设置桩土参数
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第四步 检查和确认仪器、设备的工作状态
基桩高应变法检测知识培训
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2014.2.28
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基桩高应变法检测技术
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
基本原理和检测频率 适用范围和检测方法 检测系统及仪器设备 现场检测技术 波形分析
《高应变法检测》课件
六、总结与展望
通过本课件，我们总结了高应变法检测的工作原理和常用技术，并展望了它在未来的发展前景。感谢您的关注！
谐波分析法
通过分析结构产生的谐波信 号，确定其应变的变化及可 能存在的损伤。
基于FFT的方法
利用快速傅里叶变换技术， 将结构的应变信号转换为频 域表示，以检测潜在问题。
三、高应变法检测的优点和局限性
优点
• 非侵入性检测 • 高精度和准确性 • 应用范围广泛
局限性
• 对环境干扰敏感 • 复杂数据处理 • 设备和技术要求较高
《高应变法检测》PPT课 件
欢迎来到《高应变法检测》PPT课件！本课件将带您深入了解高应变法检测的 应用与技术，并展示实际案例和未来发展趋势。
一、介绍高应变法检测
高应变法检测通过测量物体产的应变来评估其性能和结构健康状况。了解 其应用领域和工作原理。
二、高应变法检测常用的技术
迪恩不变量法
一种基于数学原理的高应变 法检测技术，可用于分析结 构的变形和应力。
四、高应变法检测的实际应用案例
实际应用案例1
使用高应变法检测技术对桥梁结 构进行监测和评估，以确保安全 性和可靠性。
实际应用案例2
实际应用案例3
在风力涡轮机叶片中应用高应变 法检测，以检测叶片疲劳和损伤。
将高应变法检测技术应用于飞机 机翼，以评估结构健康和性能。
五、高应变法检测的未来发展趋势
高应变法检测在工程领域具有广阔的未来发展前景。了解其未来发展方向和应用领域。
高应变检测基本知识讲解
波动方程
描述应力波在固体中传播规律的偏微 分方程。
常用的波动方程有拉普拉斯方程、哈 密顿方程等。
边界条件和初始条件
边界条件
描述波在物体边界上的行为，如反射、 透射等。
初始条件
描述波在初始时刻的状态，如初速度、 初应变等。
波动传播和接收
传播过程
应力波在物体中传播，受到物体的吸收、散射等作用，逐渐衰减。
机械工程
在机械工程领域，高应变检测可用于评估设备的疲劳寿命和承载能 力，如航空航天器、船舶、重型机械等。
高应变检测的重要性
结构安全评估
高应变检测能够准确测量结构物 的应变和应力，从而评估其承载 能力和安全性。这对于预防结构 物因过载或疲劳导致的破坏具有
重要意义。
健康监测
高应变检测可以对结构物的健康 状况进行实时监测，及时发现潜 在的损伤和问题，为采取相应的
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高应变检测的挑战与未来发 展
检测精度和可靠性的提高
检测精度
高应变检测技术需要不断提高检测精度 ，以更准确地评估结构或材料的性能。
VS
可靠性
确保检测结果的可靠性和稳定性，减少误 差和不确定性，提高检测的可信度。
智能化和自动化技术的应用
智能化
利用人工智能和机器学习技术，实现 高应变检测的智能化，提高检测效率 和准确性。
高应变检测具有高精度和高灵敏度的特点，能够检测到结构物在冲击力作用下的微小变化，从而对结 构物的健康状况和承载能力进行评估。
高应变检测的应用领域
建筑结构
高应变检测广泛应用于建筑结构的健康监测和安全性评估，如桥 梁、高层建筑、大跨度结构等。
土木工程
土木工程中的大型基础设施，如大坝、隧道、高速公路等，也经常 采用高应变检测进行安全评估和监测。
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高应变方法的发展概况
自19世纪人们开始采用打桩公式计算桩基承载力以来， 这种方法包括：
（1）打桩公式法，用于预制桩施工时的同步测试，采用刚 体碰撞过程中的动量与能量守恒原理，打桩公式法以工程 新闻公式和海利打桩公式最为流行。
（2）锤击贯入法，简称锤贯法，曾在我国许多地方得到 应用，仿照静载荷试验法获得动态打击力与相应沉降之间 的曲线。通过动静对比系数计算静承载力，也有人采用波 动方程法和经验公式法计算承载力 。
假定破坏只发生在桩土界面
基本概念和基本关系式
应力波波速与质点速度
dL
F
C2 = E /ρ
dL=C×dt
C-波速 E-弹性模量 ρ-材料密度
应力波波速c是杆的材料性质的函数。其物理意义就是
应力波在杆身中的传播速度。通俗地讲，“应力波波速”
就是压缩区（或拉伸区）沿杆运动速度；而“质点速度”
就是应力波经过时杆上质点的运动速度。
高应变法的波动力学基础
一维波动方程
∂2u/∂t2 = c2∂2u/∂x2 - R/(ρ•A)
式中：u是杆上x处在t时刻的轴向位移， 它是纵向坐标和时间两个变量的函数。上 式中左边的偏微分是杆上质点的加速度， 右边的偏微分是杆上质点的应变。
应力波在杆中的传播规律及基本概念
下行波和上行波 一维波动方程的通解为： u(x,t) = f(x-ct) + g(x+ct) 解由两部分组成，分别代表两个行波，其传
桩身应力
dL
F
在压缩区桩身应力:: σ = F/A A ：为桩身截面积
基本概念和基本关系式
质点速度与应力应变的关系 质点的速度与力的关系 V = Fc/EA 质点的速度与应力的关系 V =σc/E 质点的速度与应变的关系 V =εc
基本概念和基本关系式
桩身力学阻抗Z Z = ∣F/V∣= EA/c =ρcA
高应变方法的发展概况
（3）Smith 波动方程法，设桩为一维弹性桩，桩土间符合 牛顿粘性体和理想弹塑性体模型，将锤、冲击块、锤垫、桩 等离散化为一系列单元，编程求解离散系统的差分方程组， 得到打桩反应曲线，根据实测贯入度，考虑土的吸着系数， 求得桩的极限承载力。
（4）波动方程半经验解析解法，也称CASE法，根据应力波 理论，可同时分析桩身完整性和桩土系数承载力
桩的基本假定 基本概念和基本关系式 高应变动力试桩的波动力学基础 应力波对试桩实测曲线的影响 高应变动力试桩的桩土模型
高应变动力试桩的凯司法(CASE法) 高应变动力试桩法确定桩身完整性(力试桩在原理上就被简化为一维线 性波动力学问题： 假定桩身材料是均匀的和各向同性的 假定桩是线弹性杆件 假定桩是一维杆件 假定纵波的波长比杆的横截面尺寸大得多
高应变检测技术
杨永波
中国科学院武汉岩土力学研究所 武汉中科智创岩土技术有限公司
2008.10
目录
1 前言 2 基本理论 3 现场测试技术 4 波形分析 5 现场测试过程中可能出现的问题 6 理论上存在的问题及误差来源分析 7 高应变测试目前存在的问题 8 曲线拟合法简介
1 前言
什么是高应变法基桩检测： 高应变法试桩是一种用重锤冲击桩顶，
国外试验规范情况： 1983年ISSMFE 把高应变法作为推荐方法 1989年美国ASTM公布了《高应变动力试桩标准试验 方法》 1987年加拿大规定桩承载力可由高应变法确定 1988年英国土木工程师协会编制的《桩工规范》中 规定了桩基可用高应变动测法
我国高应变技术的发展概况
80年代中后其从美国和瑞典引进仪器和相关技术，并进行 消化吸收和研究。 1986年，中国科学院武汉岩土力学研究所开发出第一台 RSM动测仪 1989年家工程质量监督检验中心颁布了《高应变动力试 桩国法暂行规定》 1997年行标JGJ106-97《基桩高应变动力检测规程》实 施 2003年国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106-2003 )颁布执行
国外高应变技术发展概况
发展历史： 1960年smith “打桩分析的波动方程法” 1965年美国的 Goble教授提出CASE法 1974年 Goble提出了计算机曲线拟合CAPWAP 法 80年代 Rausche提出了更接近桩土实际状态的 连续杆件模型capwapc拟合法
国外高应变技术发展概况
Z =ρcA [L/L]=Mc/L 在描述应力波现象时，把实测的速度曲线乘以相应的桩身 阻抗Ｚ，该曲线将保持速度的变化规律而按一定的比例转 换为力的单位，在同一坐标系中可以直接对比该曲线与实 测的力曲线之间的关系，这将大大方便我们的观察与分析。 此外，下行波和上行波的时程曲线也是用Ｚ这一参量经过 换算计算得到的。
质点运动速度
dt ：受到冲击之后的微小时段 dL = c dt
F
质点速度： v = δ //dt
δ…
由于桩身压缩dL，桩身 质点产生的微小位移
桩身应变
= v (EA/c) = Z v 力和速度是成比例的
F
dL = c dt
应变,,ε = δ //dL
δ = v dt
由于桩身压缩dL，桩身 质点产生的微小位移， 从而使质点产生速度V
冲击脉冲在沿桩身向下传播的过程中使 桩—土产生足够的相对位移，以激发桩周 土阻力和桩端支承力的一种动力检测方法。
1 前言
高应变法检测目的： ⑴判定单桩竖向承载力是否满足设计要求。 ⑵检测桩身缺陷及位置，判定桩身完整性类别。 ⑶分析桩侧和桩端阻力。
1 前言
高应变法适用范围： 检测基桩竖向承载力和完整性 检测预制桩打入时的桩身应力和锤击能量传递 比，为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。 进行灌注桩承载力检测时，应有现场实测经验和 本地区相近条件可靠验证资料
（5）波动方程拟合法，即CAPWAP法，是目前广泛应用的 一种较合理的方法。
（6）静动法（Statnamic），其意义在于延长冲击力作用 时间（～100ms），使之更接近一静载试验状态。
高应变方法的发展概况
目前，在我国应用范围最广泛的高应变分 析方法采用CASE法和实测曲线拟合法。
２ 高应变法基本理论
播速度均为c而传播方向相反，在竖向的桩身中 传播时通常称为下行波和上行波。
根据波动理论，一个任意位移波和与它对应 的应力波在杆中的传播仅仅随时间以波速c沿正 反方向移动而其形状保持不变。