低应变检测ppt
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一般默认采样长度从1024点，只设桩长和波速，仪器自动计 算采样间隔
-
增益：信号的放大倍数（放大镜） 对接收到的信号按指定倍数进行放大 长桩信号弱，应加大倍数，短桩减小倍数，以在屏
幕上显示的波形大小适宜为准，不能超屏，也不能过小。 放大的特点是所有信号（含干扰信号）都进行放大了
。
区别于信号处理时的放大（指数放大、线性放大） 按指数规律把桩底信号放大显示出来。
-
接收传感器的安装与耦合
传感器的安装和耦合是能否能取得优质信号的关键问题，是检 测工作另一个重要环节。
应注意的问题有：
A. 安装的部位混凝土应完整、无松动，表面平整； B. 传感器安装应与桩顶面垂直；
C. 用耦合剂粘结要粘牢，不可在击振时使其产生附加振动；
l 锤头的面积大脉冲宽度宽
-
l 锤的落距与脉冲宽度关系不大，只有信号能量大小变化；
-
C. 击振的锤及力棒
尼龙头 铁头
力棒（尼龙头）
聚四氟乙烯头 铝头
-
激振方法总结
击振脉冲波的主频选择推荐值： ● 长桩、硬地层的中长桩击振频率要求低，用材质软的锤 头，重锤重敲
L＝40m左右，f＝500～1000Hz，用力棒敲击 L＝15～25m，f＝500～1000Hz，用力棒或软锤头敲击 ● 短桩或浅部缺陷击振频率要高， 用材质硬、质量轻的锤头，轻锤轻敲 L＝10m左右，f＝1000～2000Hz，用质量较轻的铁锤轻敲
低应变反射波法 基桩完整性检测技术
-
第三章 反射波法检测技术
1 声学基础
1.1反射波的基本原理
在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下 传播，在桩身存在明显波阻抗界面（如桩底、断桩 或严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩径或 扩径）部位，将产生反射波。反射波经接收、放大 、滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反 射信息。据此计算桩身波速、判断桩身缺陷的程度 及位置。
-
1.1 波阻抗界面的反射与透射 如介质是不连续的，存在界面 n 介质的波阻抗Z1≠Z2 纵波P垂直入射到界面n时， 产生垂直向上的反射波R 还有垂直的透过波T
-
-
-
1.2 一维杆件
VB
E
-
1.3 一维杆的声速与无限体声速间的关系
一维杆的声速 V B
E
无限体的声速
VP
E
(1) (1)1(2)
-
2.4 接收传感器
速度型传感器——磁电式速度传感器 工作原理：电磁传感器固定在实测体上，当被测体产生振动时， 金属外壳和永久磁铁相对静止，线圈在弹簧片支撑下，将随被测体的
质点振动而振动，线圈切割磁力线，产生感应电动势输出处理。 临界阻尼——传感器设计在0.6～0.7倍临界阻尼，只振动1～2个
周期，有利于信号的接收和识别 幅频特性——谐振峰小于30Hz，上限频率频率1500－2000Hz
-
触发方式：外触发、内触发（力锤） 触发电平：电压大于某个数值（阀值）时，认为是有用信 号
-
速度/加速度：显示速度信号或加速度信号 一般使用的是加速度传感器，接收到的是加速度信号
习惯上看速度信号，相当于把原始信号进行积分，显示的 是积分后的速度信号
-
2.2 桩头的处理——击振点及接收点应打磨平整 凿去桩头浮浆层和不密实混凝土后，选择2～4个点打磨
RT＝Z2C2O Z2S C ZO 1C SOtS
（ 注：上式中的α即图中的θ ；式中 的βt即图中的θ2）
-
1.5 桩底及缺陷的反射波
-
t
t
L 摩擦桩桩底反射
t
L 缩径类缺陷反射 t
L 嵌岩桩桩底反射
L 扩径类缺陷反射
-
t
L 扩径多次反射
-
2. 现场检测技术要点
2.1 参数设置中应注意的问题 A 工程信息设置 工程名称、检测单位、检测日期 桩号、桩长、桩径、 波速、桩型、灌桩工艺
一般桩身混凝土的泊桑比σ＝（0.2～0.25）
Vp =(1.05 ～ 1.1)VB
VB =(0.9 ～ 0.95) Vp
这是超声波所测声速大于反射波所测声速的原因
-
1.4 桩土体系内声波传播规律
入射的半球面波有一些是 斜入射的，根据折射定律 ，在桩身侧面将产生折射纵波PP和 折射横波PS，使一部分能量由桩身 折射扩散进入地层。折射入地层的 能量与斜入射的折射系数 RT 有关
频率低于谐振峰后，灵敏度下降 灵敏度——200mV/(cm·s-1 )
缺点——高频上不去，低频下不来，影响了使用。
-
加速度型传感器——压电式 频带范围—— 1 Hz～5000 Hz 安装谐振频率——几十Hz 横向灵敏度——小于5 %，直达波不会很大 电荷灵敏度——对加速度的响应程度
灵敏度高，频带宽，被广泛推广使用
-
不同材质的锤头激励脉冲宽度和主频相关关系
锤头材质
脉冲宽度 （ms）
Biblioteka Baidu
脉冲长度 (m)
估算主频 （Hz）
铁头
0.5
1.0
1000
铝头
0.75
1.5
666
尼龙头
1.1
2.0
455
聚四氟乙烯 1.3
2.5
385
桩力长 棒 5m 110m.5 20m
ΔF（Hz 400 200 100 ）
-
330m.0 40m 36000m 67 50 33
ΔF（Hz 400 200 100 67 50 33
）
下限频3Δ率F33Hz，上12限0频率63Δ00F＝123000H0z 200 150 100 因此（，H击z振）频率区0间（30，1500）Hz
假设C＝4000m/s ΔF-=C/2L
B . 击振脉冲波的频率与击振脉冲宽度有关， 窄脉冲频率高，宽脉冲频率低。不同材质的锤垫， 能调整脉冲宽度。 锤头的材质软，脉冲宽度宽
B 参数设置： 传感器类型: 速度型、加速度型 激振器：冲击锤、力锤（带传感器的锤）
-
采样间隔、采样点数： 决定了每次采样的记录时间长度，一般采样长度设置为
1024个点，采样间隔5μs～50μs 举例说明 显示时间：1024×10μs≈10000μs ＝10ms 假设V＝4km/s , 可测桩长L＝4km/s×10ms÷2＝10m
平整（桩中心一个点，周边均匀分布几个点） 桩身混凝土强度达到设计强度70%以上才能进行检测
-
2.3 瞬态击振问题——击振脉冲宽度要适当 A. 根据桩长、地层状况和预期检测缺陷位置来选择击振脉冲波，
击振频率应能分辨整个桩长的一阶和多阶共振频率（3ΔF以上）， 桩的轴向振动特性
桩长
5m 10m 20m 30m 40m 60m
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增益：信号的放大倍数（放大镜） 对接收到的信号按指定倍数进行放大 长桩信号弱，应加大倍数，短桩减小倍数，以在屏
幕上显示的波形大小适宜为准，不能超屏，也不能过小。 放大的特点是所有信号（含干扰信号）都进行放大了
。
区别于信号处理时的放大（指数放大、线性放大） 按指数规律把桩底信号放大显示出来。
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接收传感器的安装与耦合
传感器的安装和耦合是能否能取得优质信号的关键问题，是检 测工作另一个重要环节。
应注意的问题有：
A. 安装的部位混凝土应完整、无松动，表面平整； B. 传感器安装应与桩顶面垂直；
C. 用耦合剂粘结要粘牢，不可在击振时使其产生附加振动；
l 锤头的面积大脉冲宽度宽
-
l 锤的落距与脉冲宽度关系不大，只有信号能量大小变化；
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C. 击振的锤及力棒
尼龙头 铁头
力棒（尼龙头）
聚四氟乙烯头 铝头
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激振方法总结
击振脉冲波的主频选择推荐值： ● 长桩、硬地层的中长桩击振频率要求低，用材质软的锤 头，重锤重敲
L＝40m左右，f＝500～1000Hz，用力棒敲击 L＝15～25m，f＝500～1000Hz，用力棒或软锤头敲击 ● 短桩或浅部缺陷击振频率要高， 用材质硬、质量轻的锤头，轻锤轻敲 L＝10m左右，f＝1000～2000Hz，用质量较轻的铁锤轻敲
低应变反射波法 基桩完整性检测技术
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第三章 反射波法检测技术
1 声学基础
1.1反射波的基本原理
在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下 传播，在桩身存在明显波阻抗界面（如桩底、断桩 或严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩径或 扩径）部位，将产生反射波。反射波经接收、放大 、滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反 射信息。据此计算桩身波速、判断桩身缺陷的程度 及位置。
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1.1 波阻抗界面的反射与透射 如介质是不连续的，存在界面 n 介质的波阻抗Z1≠Z2 纵波P垂直入射到界面n时， 产生垂直向上的反射波R 还有垂直的透过波T
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1.2 一维杆件
VB
E
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1.3 一维杆的声速与无限体声速间的关系
一维杆的声速 V B
E
无限体的声速
VP
E
(1) (1)1(2)
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2.4 接收传感器
速度型传感器——磁电式速度传感器 工作原理：电磁传感器固定在实测体上，当被测体产生振动时， 金属外壳和永久磁铁相对静止，线圈在弹簧片支撑下，将随被测体的
质点振动而振动，线圈切割磁力线，产生感应电动势输出处理。 临界阻尼——传感器设计在0.6～0.7倍临界阻尼，只振动1～2个
周期，有利于信号的接收和识别 幅频特性——谐振峰小于30Hz，上限频率频率1500－2000Hz
-
触发方式：外触发、内触发（力锤） 触发电平：电压大于某个数值（阀值）时，认为是有用信 号
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速度/加速度：显示速度信号或加速度信号 一般使用的是加速度传感器，接收到的是加速度信号
习惯上看速度信号，相当于把原始信号进行积分，显示的 是积分后的速度信号
-
2.2 桩头的处理——击振点及接收点应打磨平整 凿去桩头浮浆层和不密实混凝土后，选择2～4个点打磨
RT＝Z2C2O Z2S C ZO 1C SOtS
（ 注：上式中的α即图中的θ ；式中 的βt即图中的θ2）
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1.5 桩底及缺陷的反射波
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t
t
L 摩擦桩桩底反射
t
L 缩径类缺陷反射 t
L 嵌岩桩桩底反射
L 扩径类缺陷反射
-
t
L 扩径多次反射
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2. 现场检测技术要点
2.1 参数设置中应注意的问题 A 工程信息设置 工程名称、检测单位、检测日期 桩号、桩长、桩径、 波速、桩型、灌桩工艺
一般桩身混凝土的泊桑比σ＝（0.2～0.25）
Vp =(1.05 ～ 1.1)VB
VB =(0.9 ～ 0.95) Vp
这是超声波所测声速大于反射波所测声速的原因
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1.4 桩土体系内声波传播规律
入射的半球面波有一些是 斜入射的，根据折射定律 ，在桩身侧面将产生折射纵波PP和 折射横波PS，使一部分能量由桩身 折射扩散进入地层。折射入地层的 能量与斜入射的折射系数 RT 有关
频率低于谐振峰后，灵敏度下降 灵敏度——200mV/(cm·s-1 )
缺点——高频上不去，低频下不来，影响了使用。
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加速度型传感器——压电式 频带范围—— 1 Hz～5000 Hz 安装谐振频率——几十Hz 横向灵敏度——小于5 %，直达波不会很大 电荷灵敏度——对加速度的响应程度
灵敏度高，频带宽，被广泛推广使用
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不同材质的锤头激励脉冲宽度和主频相关关系
锤头材质
脉冲宽度 （ms）
Biblioteka Baidu
脉冲长度 (m)
估算主频 （Hz）
铁头
0.5
1.0
1000
铝头
0.75
1.5
666
尼龙头
1.1
2.0
455
聚四氟乙烯 1.3
2.5
385
桩力长 棒 5m 110m.5 20m
ΔF（Hz 400 200 100 ）
-
330m.0 40m 36000m 67 50 33
ΔF（Hz 400 200 100 67 50 33
）
下限频3Δ率F33Hz，上12限0频率63Δ00F＝123000H0z 200 150 100 因此（，H击z振）频率区0间（30，1500）Hz
假设C＝4000m/s ΔF-=C/2L
B . 击振脉冲波的频率与击振脉冲宽度有关， 窄脉冲频率高，宽脉冲频率低。不同材质的锤垫， 能调整脉冲宽度。 锤头的材质软，脉冲宽度宽
B 参数设置： 传感器类型: 速度型、加速度型 激振器：冲击锤、力锤（带传感器的锤）
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采样间隔、采样点数： 决定了每次采样的记录时间长度，一般采样长度设置为
1024个点，采样间隔5μs～50μs 举例说明 显示时间：1024×10μs≈10000μs ＝10ms 假设V＝4km/s , 可测桩长L＝4km/s×10ms÷2＝10m
平整（桩中心一个点，周边均匀分布几个点） 桩身混凝土强度达到设计强度70%以上才能进行检测
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2.3 瞬态击振问题——击振脉冲宽度要适当 A. 根据桩长、地层状况和预期检测缺陷位置来选择击振脉冲波，
击振频率应能分辨整个桩长的一阶和多阶共振频率（3ΔF以上）， 桩的轴向振动特性
桩长
5m 10m 20m 30m 40m 60m