低应变动测原理

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低应变法检桩

低应变法检桩

低应变法检桩低应变法(Low strain method)是一种常用于桩基检测的无损检测方法。

该方法基于桩与周围土体之间的互作用,并通过测量桩体表面产生的应变来评估桩的质量和完整性。

下面将介绍低应变法的原理、设备以及在桩基工程中的应用。

1. 原理:低应变法是基于桩体与周围土体之间的相互应变影响的原理。

当施加一个小幅度的交变载荷时,桩体表面出现微小的应变变化。

这些变化将沿着桩体传播到土体中,并通过受土体约束的地表上产生的应变信号进行检测和分析。

通过分析这些信号的特征,可以评估桩的质量和完整性。

2. 设备:低应变法的主要设备包括振动器、传感器和数据采集系统。

振动器用于施加小幅度的交变载荷到桩体上,通常通过压电元件或振动器激励器来实现。

传感器用于测量桩体表面产生的应变信号,常用的传感器有应变计和纤维光栅传感器。

数据采集系统用于记录和分析传感器捕获到的数据,通常由计算机软件和硬件组成。

3. 应用:低应变法在桩基工程中有广泛的应用。

它可以用于评估桩的质量、完整性和嵌入深度。

以下是低应变法在桩基工程中的几个常见应用:a. 桩基质量评估:通过监测桩体表面的应变信号,可以评估桩的质量和完整性。

当桩体有缺陷或损坏时,应变信号会显示出特定的图案,可用于判断桩的质量状况。

b. 桩身变形识别:低应变法还可以用于监测桩身在荷载作用下的变形情况。

通过比较不同荷载条件下的应变信号,可以确定桩体的变形特征,并评估其变形性能。

c. 桩基嵌入深度确定:利用低应变法可以确定桩体的嵌入深度。

通过测量桩体表面的应变信号,可以确定桩体与土体之间的互作用区域,并进一步确定桩体的嵌入深度。

d. 桩基施工质量监控:低应变法还可以用于监控桩基施工质量。

在桩基施工过程中,通过实时监测桩体的应变信号,可以及时发现施工质量问题,并采取相应的措施进行调整。

综上所述,低应变法是一种常用的桩基检测方法,通过测量桩体表面产生的应变信号来评估桩的质量和完整性。

它在桩基工程中可以广泛应用于桩基质量评估、桩身变形识别、桩基嵌入深度确定和桩基施工质量监控等方面。

低应变法检测原理及案例

低应变法检测原理及案例

低应变法检测原理及案例宝子们!今天咱来唠唠低应变法检测这个事儿。

先说说低应变法检测原理哈。

你可以把要检测的桩想象成一个小怪兽,这个小怪兽藏在地下,咱得想办法知道它内部是不是有啥毛病。

低应变法呢,就像是给这个小怪兽来个小震动,然后看它的反应。

具体来说呀,咱用一个小锤子在桩顶轻轻敲那么一下,就像在小怪兽的脑袋上轻轻弹了个脑瓜崩儿。

这一敲呢,就会产生应力波,这个应力波就会沿着桩身往下跑。

如果桩身是健康的、完整的,那这个应力波就会比较顺畅地跑下去,再反弹回来,就像一个小球在一个光滑的管道里弹来弹去一样。

但是呢,如果桩身有缺陷,比如说中间有个地方断了或者有个大空洞,那这个应力波到了这个地方就会像遇到了一堵墙一样,一部分波就会反射回来,而且这个反射回来的波和正常的波就不一样啦。

咱就可以通过检测这个反射波的情况,来判断桩身是不是有问题,就像通过小怪兽被弹脑瓜崩儿后的反应来判断它是不是哪里不舒服一样。

咱再聊聊案例吧。

就说我之前经历过的一个工程。

那是一个盖大楼的工程,地下的桩可多啦。

有一根桩看起来好像没啥问题,表面也挺光滑的。

可是呢,按照规定还是得做低应变法检测。

检测的师傅就拿着小锤子,“当当当”地敲了几下。

结果仪器上显示的波就有点怪怪的。

这就像是小怪兽本来应该正常叫几声,结果却发出了一种很奇怪的声音。

师傅就仔细研究这个波形,发现这个波在桩身大概中间的位置有一个很强的反射信号。

这就意味着啥呢?很可能这个桩中间有缺陷啊。

后来施工方就把这根桩周围挖开一看,好家伙,原来在浇筑桩身的时候,中间有一部分混凝土没有灌好,有个大空洞呢。

多亏了这个低应变法检测,要是没发现这个问题,这大楼盖在这根有问题的桩上,那可就危险了,说不定以后大楼会倾斜或者出现裂缝呢。

这就好比你穿了一双鞋,要是鞋底有个大洞你不知道,走着走着可能就会摔跤一样。

还有一个案例呢。

在一个桥梁工程里,那些桩就像桥梁的脚一样,必须得稳稳当当的。

检测的时候,刚开始看波形好像都挺正常的。

桩基检测方法及目的

桩基检测方法及目的

冲孔桩检测方法及检测依据一、低应变反射波法;1低应变动力检测方法原理反射波法是建立在一维弹性杆波动理论基础上,在桩身顶部进行竖向激振,弹性波沿桩身向下传播,当桩身存在明显波阻抗差异界面时(如桩底断桩和严重离析部位、缩径、扩径)将产生反射现象,经接收放大滤波和数字处理,可识别来自桩身不同部位的反射信息,利用波在桩体内传播的速度和相位变化判定桩身质量和缺陷位置。

2测试系统包括激振设备(手锤)、磁电式速度传感器、信号采集分析仪(RS-1616K(S)高低应变基桩动测仪),该系统经检定在有效检定期内。

3保证措施:①桩头位置:桩顶面平整、密实,并与桩轴线基本垂直。

②传感器安装应与桩顶面垂直,用耦合剂粘结时,具有足够的粘结强度。

③激振位置:实心桩的激振点位置应选择在桩中心,测量传感器安装位置为距桩中心2/3半径处。

④激振方式为锤击方式。

4现场测试步骤:桩头处理->用黄油安装传感器->调试动测仪参数(采样间隔、增益等)->激振、接收信号->重复激振,直至信号一致性良好->进行下一根桩检测。

二、高应变检测;高应变原理为:用重锤(重量大于预估单桩极限承载力的 1.0~1.5%)锤击桩顶,检波器测出桩顶的力和速度随时间变化的曲线,利用实测的力(或速度)曲线作为输入的边界条件,通过波动方程数学求解,反算桩顶的速度(或力)曲线。

如果计算的曲线与实测的曲线不吻合,说明假设的模型及参数不合理,应有针对性地调整桩土模型及参数,再行计算,直至计算曲线与实测曲线的吻合程度良好,且难以进一步改善为止。

利用假设的模型及参数计算基桩的竖向承载力。

三、单桩竖向抗压静载试验1)工艺流程;选桩→裁桩→桩头处理→试验设备安放→加载→卸载2)桩头处理;2.1与地坪标高大致相同的桩无需进行裁桩处理;2.2高于地坪标高的桩,应在施工方裁桩后打磨平整;3)试验设备安放试验设备安装时遵循先下后上、先中心后两侧的原则,安放承压板,然后放置千斤顶于其上,再安装反力系统,最后安装观测系统。

低应变动测原理2

低应变动测原理2


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三、各种桩身阻抗变化的应力波反射法的时域曲线
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四、应力波反射法的浅层缺陷 波形特征
答:对于浅层缺陷,当敲击脉冲较宽,使波长λ>=L时(L 缺陷深度),应力波传播不满足波动理论,而是质一弹体 学的刚性振动,其频率比应力反射波低得多,因此浅层缺 陷的反射波常为频率低,振幅大,周期长的信号,或高, 低频信号混叠的波形,同时看不到桩底反射.
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五、什么是测桩盲区:

答:桩顶受点振源锤击扰动后,最初形成的波动区,最近 桩顶部分形成半球面波,传播不满足平石假定,同时下行 压力波会掩盖上行的波,使得反映桩身缺陷或扩颈的上行 波不易识别,
桩顶呈现这种现象的区段称为盲区(一般桩顶下1—1.5D)

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六、检测不到桩身缺陷的原因及解决?
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结合桩身阻抗变化界面处的连续条件得位移,速度和力的平 衡方程:得:
反射系数RF和RV
F Z Z1 RF R 2 FI Z 2 Z1
RV VR Z 1 Z 2 VI Z 2 Z 1



>0(压力波) 性质相同的反射波
<0(拉力波) 性质相反的反射波 >0 同相位的反射波 <0 反相位的反射波 =0 自由端(Z=0) =2 固定端(Z=∞) =0 固定端(Z=∞)

第三部分 低应变法测桩技术
一、应力波反射法测桩的基本原理是什么?
答:(1)用手锤或力锤,力棒敲击桩顶 (2)由此产生的应力波沿桩身以速度C向下传播,应力波通过桩 阻抗I(I=ρAC)变化界面时,如缩颈,夹异物砼离析或扩 颈,一部分应力波产生反射向上传播,另一部分应力波产 生透射向下传播至桩端,在桩端处又产生反射 (3)由安装在桩顶的加速度或速度传感器,接收反射波信号,并 由测桩器进行信号放大等处理后,得到速度或加速度时程 曲线 (4)从曲线的形态特征可以判断阻抗变化位置或校核校长,由平 均波速大小可以估计砼的强度等级

建筑基桩低应变检测技术

建筑基桩低应变检测技术

建筑基桩低应变检测技术建筑基桩低应变检测技术是一种用于评估基桩动态特性的方法。

该技术通过分析基桩在受到动态荷载作用时的应变响应,来评估基桩的质量和稳定性。

在建筑基桩的设计和施工过程中,低应变检测技术起到了重要的作用,可以帮助工程师确定合适的基桩长度和直径,以及确保基桩能够承受预期的荷载。

一、建筑基桩低应变检测技术的原理建筑基桩低应变检测技术基于应力-应变关系原理。

当基桩受到动态荷载作用时,会产生应变。

通过在基桩上安装应变片,可以测量基桩的应变响应。

根据应力-应变关系,可以通过测量到的应变值来计算基桩的应力水平。

通过分析应力水平与基桩长度和直径的关系,可以评估基桩的质量和稳定性。

二、建筑基桩低应变检测技术的方法建筑基桩低应变检测技术通常包括以下几个步骤:1. 基桩准备:在进行低应变检测之前,需要将基桩表面清理干净,去除污垢和油渍,确保应变片能够良好粘贴。

2. 应变片安装:在基桩上按照一定间距安装应变片。

应变片的安装位置通常选择在基桩的顶部、中部和底部,以评估基桩沿长度方向的应力分布。

3. 动态荷载施加:通过使用激振器或者其他激振设备,对基桩施加动态荷载。

动态荷载的频率和幅值根据基桩的设计和施工要求进行调整。

4. 应变测量:在动态荷载作用下,使用应变仪测量基桩上的应变值。

应变仪可以实时记录应变值的变化,并进行数据采集和分析。

5. 数据处理和分析:通过分析测量到的应变值,可以计算出基桩的应力水平。

根据应力水平与基桩长度和直径的关系,可以评估基桩的质量和稳定性。

三、建筑基桩低应变检测技术的应用建筑基桩低应变检测技术在建筑基桩的设计和施工过程中起到了重要的作用。

通过低应变检测,可以评估基桩的质量和稳定性,确定合适的基桩长度和直径,以及确保基桩能够承受预期的荷载。

低应变检测技术还可以用于监测基桩在使用过程中的性能变化。

通过定期进行低应变检测,可以及时发现基桩的损伤和变形,并进行修复和加固,确保基桩的安全和可靠。

桩基检测中低应变动测应用分析

桩基检测中低应变动测应用分析

桩基检测中低应变动测应用分析摘要:桩基低应变动测是以先进的基桩测试系统和应力波分析理论为基础,具有一定的可靠性,利用它对桩基础进行质量检测是可行的。

本文介绍了低应变动测的基本原理,探讨了桩基检测中低应变动测的应用。

关键词:桩基;检测;低压1低应变动测的基本原理低应变动测(也称反射波法)源于应力波理论,基本原理是在桩顶进行竖向激振,弹性波沿着桩身向下传播,当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(如缩颈或扩颈)部位,将产生反射波,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。

通过对反射信息进行分析计算,判断桩身砼完整性,判定桩身缺陷的程度及其位置。

2桩基础桩基础采用不同的材料(木、钢筋混凝土、钢材)、不同的截面(方形、圆形、空心、实心)和不同的成桩方法(预制、现场灌注、打入法、压入法)支承在不同的土层上作为各类工程结构物的基础(建筑物的低桩承台,桥梁或码头的高桩承台),具有很好的承载特性。

桩支承于坚硬的(基岩、密实的卵砾石层)或较硬的(硬塑黏性土、中密砂等)持力层上,具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力,足以承担构筑物的全部竖向荷载(包括偏心荷载)。

桩基具有很大的竖向单桩刚度(端承桩)或群桩刚度(摩擦桩),在构筑物自重或相邻荷载影响下,不会产生过大的不均匀沉降,并能保证构筑物的倾斜不超过允许范围。

箱、筏承台底土分担上部结构荷载。

如德国法兰克福展览会大楼,筒中筒结构,桩筏基础,56层,高256 m,仅用64根 1 300 ITlm钻孔桩,长度26.9 m~34.9 m,建筑物总重l 880 MN,筏底土分担25%的荷载。

桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩,在地震引起的浅层土液化与震陷的情况下,桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力,从而确保构筑物的稳定,且不产生过大的沉陷与倾斜。

3低应变检测的现场检测控制要点桩头处理是检测前的主要准备工作,在用角向磨光机在桩头平面的距桩中心三分之二半径位置处理2至4个平面(直径约2cm)以粘贴传感器,桩中心打磨直径约10cm的平面。

桩基低应变动测要点和缺陷分析

桩基低应变动测要点和缺陷分析

桩基低应变动测要点和缺陷分析通过对一些工程检测实例的分析,对低应变常规缺陷进行讨论提出一些建议和想法以进一步提高低应变动测水平、曲线缺陷分析能力。

关键词:完整性、缺陷阻抗、反射波1、反射波法检测原理:在桩基低应变动测方法中,应用最普遍的是应力反射波法,主要适用于检测桩身混凝土的完整性,推定缺陷类型及其在桩身中的位置,其检测原理:在处理好的被测桩头安装加速度传感器,用力锤敲击桩头,产生一压缩波,该波以波速c沿桩身向下传播,当传至桩底后再从桩底反射回桩顶;当该下行波在传播途中遇到桩断面阻抗发生变异时,就使入射波发生发射,一般情况下桩身缩颈处和桩底处会产生拉伸反射波而桩身扩颈处和土阻力的作用会产生压缩反射波,该反射波在传播到桩头时,被传感器接受后,通过电荷放大器、微机处理系统可测得各截面的速度信号。

根据这些反射波速度的大小和方向,可以判断桩身结构的完整性情况,判别缺陷的性质及位置。

2、选择正确现场测试时间:对于混凝土灌注桩试验应选择在混凝土龄期大于10天或混凝土强度大于15Mpa,对长桩选在混凝土到达龄期后,对于打入的预制刚性桩,桩打入后立即进行低应变检测,更有利于获得桩底反射。

因为刚打入的桩侧摩阻力远小于1-2周后的侧摩阻力。

3、现场动测条件:首先应该了解基础工程的成桩工艺、桩长、桩身混凝土质量等资料;其次了解该工程的进展情况,灌注桩、载体桩应该破除浮浆到设计标高,以防浅部缺陷对采集信号的影响;在检测前不能浇注混凝土垫层,桩不允许与其他结构相连,否则对测试信号的影响很大;同时根据加速度传感器的大小在桩头处理2-3个清洁的平整面安装传感器。

4、传感器的安装和锤击:传感器的安装应考虑两个方面的影响:传感器的安装位置及方向,传感器安放点应距桩心沿半径方向约2/3R(半径)处,这样将得到最小的反冲信号的出现,有利于浅部缺陷的评判,对于较大直径的桩测点应不少于2个,每个测点最少有三个锤击点。

锤击时检测点和锤击点应有足够的距离以消除二维效应。

低应变检测(RSM-24FD-)完整版本

低应变检测(RSM-24FD-)完整版本

•桩底 •截面发生变化 •夹泥 •离析 •混凝土质量变化 •土层变化
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第一章 基本概念及检测原理
检测原理
低应变所能检测到的现象
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第一章 基本概念及检测原理
检测原理
低应变不能检测到的现象
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第一章 基本概念及检测原理
检测原理
低应变检测的优点
第三章 现场测试技术
信号采集
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第三章 现场测试技术
现场采集注意事项
➢桩头处理——是试验成功的关键
➢测试环境——避免干扰
➢激振技术——锤头选取、激振点、激 振力
➢传感器的选择及安装——速度计、加 速度计、耦合
➢采集完数据存盘——三道一致,桩底
2、断桩、特别是浅部断桩,一般均可准确判别。
3、有经验的测桩专家,在同一根桩上可识别两种以上缺陷(第一缺 陷为次要缺陷)。
4、可准确判定缺陷位置(可精确到10%)。
5、可初步判定缺陷类型(视测桩经验定)。
6、不能很好地区分二类桩与三类桩。
7、不能给缺陷程度定量(初步研究成果尚需工程印证)。
178.0、3.20不20能定量分析缺陷程度对单桩承载力的影响 。
➢低应变法测桩轻便、速度快(50-200根/日) 、 价格便宜
➢可以检测到距桩顶较近部位的缺陷(相比高应变)
➢可以检测到轻微缺陷(相比高应变)
➢准备简便
➢操作简单
➢经验丰富
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第一章 基本概念及检测原理

低应变检测原理及方法

低应变检测原理及方法

低应变检测原理及方法有关低应变检测原理及方法在我们的日常生活以及学习中,我们或多或少会接触到不少的物理知识点,下面小编为大家整理了有关低应变检测原理及方法,希望对大家有帮助。

1、检测原理检测方法采用低应变法,混凝土桩的物理强度远大于桩周土的物理强度,在桩顶沿垂直方向激发的弹性应力波基本上是沿桩周传播的,由于桩底持力层及桩身质量缺陷位置上的波阻抗与正常混凝土波阻抗存在差异,因而:(1)通过分析缺陷反射波a.相位变化、频率变化、多次反射性可判断桩基的缩颈、扩警、松散、夹泥、离析、断桩等质量缺陷现象。

b.振幅的.大小可判断缺陷的程度。

c.桩身缺陷位置应按下式计算:其中:x——桩身缺陷至传感器安装点的距离(m);tx——速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差(ms)c——受检桩的桩身波速(m/s),无法确定时用cm值替代;f——幅频信号曲线上缺陷相邻谐振峰间的频差(HZ)(2)当桩长已知、桩底反射信号明确时,在地质条件、设计桩型、成桩工艺相同的基桩中,选取不少于5根Ι类桩的桩身波速值按下式计算其平均值。

其中:cm——桩身波速的平均值(m/s);且ci/cm/cm5%;ci——第i根受检桩的桩身波速值(m/s)L——测点下桩身长(m);T——速度波第一峰与桩底反射波峰间的时间差(ms);f——幅频曲线上桩底相邻谐振峰间的频差(HZ);n——参加波速平均值计算的基桩数量(n≥5)。

2、现场测试方法①把混凝土桩顶灌浆部分凿去凿平,使桩顶出露新鲜表面,为减少杂波干扰,此表面必须平整干净,出露的钢筋不应有较大晃动。

②传感器应稳固地粘放在桩顶上,并进行敲击测试。

③每根桩测试曲线如出现异常波形应在现场及时研究,排除影响测试的不良因素后再重复测试。

3、检测仪器及设备①检测仪器的主要技术性能指标应符合《基桩动测仪》JG/T 3055的有关规定,且应具有信号显示、储存、和处理分析功能。

②瞬态激振设备应包括能激发宽脉冲和窄脉冲的力锤和锤垫;力锤可装有力传感器;稳态激振设备应包括激振力可调、扫频范围为10~2000HZ的电磁式稳态激振器。

低应变检测原理

低应变检测原理

低应变检测原理
低应变检测是一种常见的材料力学性能测试方法,用于研究材料在应力作用下的形变和力学性能变化。

其原理主要基于材料在受力过程中产生的微小形变量的测量。

在低应变检测中,通常使用应变计或者微应变计进行测量。

应变计是一种常见的测量设备,利用金属线或者半导体材料的电阻变化来测量材料的应变。

微应变计则更为精密,利用光学原理或者电子束的散射来测量材料的微小形变。

在实验过程中,首先将应变计或者微应变计粘贴到待测试材料的表面,然后对材料施加一定的载荷,使其发生形变。

当材料发生形变时,应变计或者微应变计所采集到的数据会发生相应的变化。

通过分析这些数据,可以得到材料的应变量,从而了解材料的力学性能。

低应变检测通常应用于材料的拉伸、压缩、剪切等力学试验中。

通过测量材料在受力过程中的微小形变,可以得到材料的弹性模量、屈服强度、延伸率等重要力学性能参数。

这些参数对于材料的设计、评估和品质控制具有重要意义。

综上所述,低应变检测原理是通过测量材料受力后产生的微小形变来研究材料的力学性能变化。

通过应变计或者微应变计的测量,可以获取材料的应变量,从而了解材料的力学特性。

通过低应变检测,可以为材料的设计和品质控制提供重要参考。

低应变动力检测原理

低应变动力检测原理

低应变动力检测原理
嘿,朋友!今天咱来聊聊超有趣的低应变动力检测原理。

想象一下,你有一根大柱子,你怎么知道它是不是稳稳当当、健健康康的呢?比如说,就像我们人要体检一样,柱子也需要检查呀!这时候低应变动力检测就派上用场了。

低应变动力检测原理呢,就像是给柱子做了一场特别的“地震模拟”!我们用一个小锤子或者其他的小工具敲一下柱子,这一敲,柱子就会产生振动。

然后我们通过一些超级厉害的仪器来接收这些振动的信号。

哇塞,是不是很酷!就好像我们听音乐,通过不同的音符来了解整首歌的情况一样。

你看啊,假如柱子有什么小毛病,比如有个小裂缝啥的,那它振动的信号就会和平常不一样。

这不就跟人感冒了会咳嗽、流鼻涕一样嘛!我们就能通过这些不一样的信号,发现柱子的问题所在呢。

比如说,有一次我们检测一个大桥的桥墩。

嘿,那场面,大家都特别认真。

敲完之后,仪器上的数据就像会说话一样,告诉我们桥墩的情况。

我们就凭借这些,知道这个桥墩还是很结实的呀,心里那叫一个踏实!
反正我觉得低应变动力检测原理真的太神奇了!它能让我们在不破坏柱子的情况下,就知道它好不好。

这多牛啊!就像拥有了一双能看穿一切的眼睛。

我们能通过它来保证建筑的安全,让大家都能安心地在里面生活、工作。

怎么样,你是不是也对这个神奇的低应变动力检测原理感兴趣了呢?
我的观点就是,低应变动力检测原理真的是建筑领域的大宝贝,不可或缺呀!。

《低应变动测原理》课件

《低应变动测原理》课件
详细描述
低应变动测原理基于这样一个事实,即当结构受到微小的外力作用时,会产生微小的振 动。这些振动会改变结构的动态特性,如频率、阻尼和模态等。通过测量这些振动特性
,可以推断出结构的内部状况,如损伤、脱胶、腐蚀等。
低应变动测原理的应用范围
总结词
低应变动测原理广泛应用于桥梁、建筑、航空航天、汽车、船舶等领域的结构健康监测和损伤检测。
详细描述
首先,该方法假设结构损伤不会导致显著的动态特性变化,因此可以通过比较损伤前后的振动特性来检测损伤。 其次,该方法假设可以准确测量结构的振动响应,包括振幅、频率和相位等信息。为了获得准确的测量结果,通 常需要使用高精度的传感器和测量设备,并进行适当的信号处理和分析。
Part
02
低应变动测的物理基础
信号的特征提取
时域特征
从信号的时域波形中提取出反映 被测物体特性的特征参数。
波形特征
提取信号的波形特征,如峰值、 谷值、波形畸变等,用于评估被 测物体的状态和性质。
频域特征
将信号进行频谱分析,提取出反 映被测物体特性的频域特征参数 。
统计特征
对信号进行统计分析,提取出反 映被测物体特性的统计特征参数 。
不同学科领域的专家将共 同合作,共同推动低应变 动测技术的进步和应用。
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地下管线探测
地下管线探测是城市建设和维护中不可或缺的一环。低应变动测技术可以通过对 地下管线的振动响应进行测量和分析,确定管线的位置、埋深、走向等信息,为 城市规划和管线维护提供重要的技术支持。
与传统的钻探方法相比,低应变动测具有无损、高效、准确等优势,能够更好地 保护城市地下设施和环境。
地质勘察
采集频率
根据实际需求选择合适的 采集频率,确保信号的完 整性和准确性。

低应变检测原理及波形初步判识

低应变检测原理及波形初步判识

低应变检测原理及波形初步判识一、低应变动测原理1、低应变反射波法源于应力波理论,基本原理是在桩顶进行竖向激振,使桩中产生应力波,弹性波沿着桩身向下传播,当桩身存在明显波阻抗界面(如桩底、断裂或离析、夹泥等部位)或桩身截面积变化(如缩颈或扩径)部位,将产生反射波,利用特定的仪器设备经接收、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。

通过对反射信息进行分析计算,来判断桩身完整性,判定桩身缺陷的程度及其位置。

2、桩判定标准在《建筑基桩检测技术规范》JGJ106—2003(以下简称《规范》)中,桩身完整性定义为:反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料密实性和连续性的综合定性指标;桩身缺陷定义为:使桩身完整性恶化,在一定程度上引起桩身结构强度和耐久性降低的桩身断裂、裂缝、缩颈、夹泥(杂物)、空洞、蜂窝、松散等现象的统称.注意,桩身完整性不是严格的定量指标,对不同的桩身完整性检测方法,具体的判定特征各异,但为了便于采用,应有一个统-的分类标准。

所以,桩身完整性类别是按缺陷对桩身结构承载力的影响程度,统一划分为四类的:Ⅰ类--桩身完整。

Ⅱ类——桩身有轻微缺陷.不会影响桩身结构承载力的发挥。

Ⅲ类——桩身有明显缺陷,对桩身结构承载力有影响.一般应采用其他方法验证其可用性,或根据具体情况进行设计复核或补强处理.Ⅳ类-—桩身存在严重缺陷,-般应进行补强处理。

二、低应变动力测桩法的分类低应变动力测桩以所采用的激振方式及所观测的振动响应的不同分为两类,即瞬态法和稳态法。

(一)、瞬态法所谓瞬态法就是采用激振方式并观测橇的瞬态振动响应的方法,是对桩顶面施以轴向瞬时冲击力或施以一冲量来激发桩的振动的方式,就是桩在瞬时冲击力或冲量的作用下,桩的振动随时间的变化过程,振动时间的持续时间一般不会超过1S.根据冲量的大小和可控制程度可分为:1、人工锤击法。

这种激振方式是最简单、方便的,但这种人工锤击方式的冲量是随机的和不能较准确控制的,并且也不是完全轴向的,因而在观测振动响应时,重复性有进较差。

低应变检测原理范文

低应变检测原理范文

低应变检测原理范文低应变检测是通过测量材料或结构的应变变化来分析材料的力学性能和结构的稳定性。

应变是指材料或结构受到外力作用产生的相对变形量。

低应变指的是较小的应变量,通常小于1%。

低应变检测一般采用应变计进行测量。

应变计是一种能够感知应变变化的装置,其原理基于材料在受应力作用下的电阻变化。

传统的应变计通常是由金属箔片或薄膜制成的,其电阻值会随着外力的作用而发生微小的变化,进而反映材料的应变变化。

通过连接电路和电阻测量设备,可以得到应变计的电阻变化量,从而计算出材料的应变值。

传感器可以测量多个方向的应变,比如拉伸、压缩、弯曲等方向的应变。

随着科技的发展,新型的低应变检测技术也不断涌现。

例如,光纤布里渊散射(FBG)传感技术是一种基于光纤的应变检测技术。

FBG传感器是通过将光纤中的光纤光栅纤维光集成在一个光纤内,利用光栅的光谱特性来测量应变变化。

FBG传感器具有高精度、高灵敏度和抗干扰性能强等特点,广泛应用于航空航天、地质勘探、水利工程等领域。

低应变检测的应用非常广泛。

首先,在材料科学领域中,低应变检测可以用来研究材料的弹性性能、断裂性能和疲劳性能等。

通过测量材料的应力-应变曲线,可以评估材料的强度和韧性,为材料的设计和选择提供依据。

其次,在结构工程领域中,低应变检测可以用来评估结构的稳定性和安全性。

通过监测结构的应变变化,可以及时发现结构的变形、裂缝和破坏等问题,保证结构的正常运行。

此外,低应变检测还可应用于地质学、地震学等领域,用于研究地壳运动、地震活动等现象。

综上所述,低应变检测是一种重要的测试手段,通过测量材料或结构的应变变化来分析其力学性能和稳定性。

传统的低应变检测技术主要依靠应变计,而新兴的技术如FBG传感技术则具有更高的精度和抗干扰性能。

低应变检测广泛应用于材料科学、结构工程等领域,为研究材料和结构的性能提供了有效的手段。

《低应变动测原理》课件

《低应变动测原理》课件

2
应变计的材料特性
应变计材料的选取与性能特点直接影响测量结果的准确性和稳定性。
3
应变计的灵敏度
应变计的灵敏度是衡量其对微小应变变化的测量能力的指标。
应变计的测量方法
1
应变计的测量电路
应变计的测量电路通常包括电桥电路和放大电路,以保证测量信号的准确性和稳 定性。
2
应变计的放大电路
应变计从传感器获得的微小电阻变化通过放大电路放大,以增强测量信号的强度。
《低应变动测原理》PPT 课件
此课程将介绍低应变动测原理。从定义、应用领域到基本原理,以及结构、 测量方法等方面进行详细讲解。
什么是低应变动测
定义
低应变动测是一种测量材料或结构物变形的技术,通常用于测试小应变量的变化。
应用领域
低应变动测广泛应用于材料力学实验、结构监测、机械加工等领域。
基本原理
利用应变计等传感器,测量材料或结构物中的微小应变变化。
3
应变计的校准方法
应变计的校准可以通过施加已知应变或负荷来检验和调整测量结果的准确性。
应用实例与研究进展
低应变动测在材料力学实 验中的应用
低应变动测技术在材料力学实验 中能够测量材料在小应变条件下 的变形和力学性能。
应变传感器的研究进展
科研人员不断改进应变计的结构 和性能,以提高测量精度和适应 更广泛的应用场景。Leabharlann 低应变动测的基本原理1
应变传感器的工作原理
应变传感器通过材料的应变变化来产生电信号,进而测量变形。
2
应变计的结构与原理
应变计由敏感片、电阻片和导线组成,利用电阻变化来测量应变。
3
应变计的测量方法
应变计可以通过电桥法、电阻式应变计计量器等方法进行测量和记录。

低应变检测原理课件

低应变检测原理课件

信号采集器
信号采集器功能
信号采集器负责接收传感器传来的信 号,并将其转换为可处理的数据。
数据采样频率
采集的数据需要有一定的采样频率, 以满足对结构振动频率的测量要求。
数据采集方式
信号采集器通常采用连续采集或触发 采集的方式,根据实际需求进行选择 。
数据处理软件
数据处理软件功能
数据处理软件负责对采集 到的数据进行处理、分析 和解释,以评估结构的健 康状况。
在建筑领域,低应变检测可用 于评估混凝土结构、钢结构等 建筑物的损伤和承载能力。
在石油化工领域,低应变检测 可用于评估储罐、管道等设备
的腐蚀和损伤情况。
低应变检测的重要性
01
低应变检测具有非破坏性、无损 、高效等优点,能够快速准确地 评估结构的完整性或损伤状态, 为结构的维护和加固提供依据。
02
低应变检测对于保障结构安全、 延长结构使用寿命具有重要意义 ,能够有效地预防结构事故的发 生。
03
04
精度不高
由于低应变检测的原理限制, 其精度相对较低,可能无法准
确识别微小的问题。
易受干扰
低应变检测可能会受到环境因 素(如风、雨、车辆等)的干 扰,影响测量结果的准确性。
需要专业人员操作
低应变检测需要专业人员进行 操作,以确保测量结果的可靠
性。
成本较高
低应变检测需要使用专业的设 备和传感器,因此成本相对较
数据处理流程
数据处理软件通常包括数 据预处理、特征提取、模 式识别等步骤,以提取出 有用的信息。
结果可视化
数据处理软件还应具备将 结果可视化的功能,以便 更好地理解和解释结果。

操作流程
准备工作 数据采集 数据处理 结果评估

低应变法的概念

低应变法的概念

低应变法的概念低应变法(Low Strain Integrity Testing)是一种用于评估土体和岩石的工程质量的非破坏性测试方法。

它主要用于检测地基和地下结构的完整性和稳定性,包括桩基、石柱、深基坑、挡土墙等。

低应变法的核心原理是通过施加小幅度的动态负载,测量土体或岩石的响应,从而评估构筑物的稳定性。

在测试过程中,一台低应变锤被用于产生一个瞬间的较小动力冲击,传感器被用于测量和记录土体或岩石的振动响应。

低应变法的一个重要应用是桩基的质量评估。

在施工过程中,通过在已经灌注好的桩基上使用低应变锤进行敲击,可以测量和分析由敲击产生的波形,从而评估桩基的完整性和质量。

当桩基质量不符合要求时,波形会显示出明显的反常之处,如振动特性的改变、振动波形的反射、折射或散射等。

通过分析这些异常波形,可以检测到桩基存在的问题,如缺陷、质量差、破裂和空洞等。

低应变法可以作为一种快速、准确、和经济的方法,帮助工程师评估桩基的质量,确保它们满足设计和施工要求。

除了桩基,低应变法还可以应用于其他地下结构的质量评估。

例如,它可以用于评估地下连续壁的质量。

在地下连续墙施工过程中,通过对墙体进行低应变锤敲击测试,可以检测墙体的完整性和一致性。

如果墙体存在裂缝、空洞、松散的土层或其他缺陷,测试结果会显示出异常,帮助工程师及时发现并解决问题。

此外,低应变法还可以用于评估其他地下结构的质量,如挡土墙、护坡、基坑支护结构等。

低应变法具有许多优点。

首先,它是一种非破坏性测试方法,不会对土体或岩石产生损害。

其次,低应变法能够提供快速而准确的测试结果,使工程师能够及时发现和解决问题。

此外,低应变法还具有操作简便、设备便携、检测范围广泛等优点。

然而,低应变法也存在一些限制。

首先,它对土体或岩石的性质和边界条件有一定的要求。

例如,对于比较坚硬或松散的土体,测试结果可能不够准确。

其次,低应变法无法提供有关土壤或岩石的详细信息,如颗粒大小、密度、湿度等。

低应变动测原理3

低应变动测原理3
所以严格地讲,按入射峰一桩底反射峰确定的波速将比实际的 高。若按“正确”的桩底反射波速确定缺陷位置将比实际的浅, 若能测到4L/c的二次桩底反射,则由2L/c至4L/c时段确定的波 速是正确的
10
二十一、动力试桩能否检验实际施工桩长L?
答:当实测波形有明显的桩底反射时,已知L可求V, 已知V 可求L.
对于钢桩,波速稳定(C=5120m/s),检验L可行 对于预制桩,工厂制作,相同的工艺、养护条件、砼配合比
条件下半机械化生产,质量较稳定,检验L可行 对于灌注桩,质量不稳定,波速变化大,且不能像预制桩预
测波速,检验准确性较差。
11
二十二、能否用实测的波速评价桩身砼的强度等级?
答:从定性角度来看,波速与砼强度等级之间是互相关联,但 不是一一对应关系,原因:
4
不能根据测试信号幅值大小判定缺陷程度,原因:影响因素 很多:缺陷大小,桩周土阻尼大小及缺陷所处的深度位置。 因此,如何正确判定缺陷程度,特别是缺陷十分明显时,如 何区分III类桩与IV类桩,应仔细对照桩型,地质条件,施工 情况结合当地经验分析判断;还应结合基础和上部结构型式 对桩的承载安全性要求(或采取钻芯、声波透射等其他方 法),考虑桩身承载力不足,桩身结构破坏的可能性,进行 缺陷类别划分,不宜单凭测试信号定论。
对于桩身不同类型的缺陷,低变测试信号只不过反映桩身阻 抗减少的信息,对缺陷性质难以区分,例如:砼灌注桩出现 的缩颈与局部松散夹泥空洞等,只凭测试信号很难区分,因 此应结合地质、施工情况综合分析,应仔细区别哪是缺陷波, 哪些是因桩身构造,成桩工艺,土层影响造成的类似缺陷信 号特征,或采取钻芯,声波透射等其他方法验证。
在我国,若排除其他条件的差异而只考虑各地区地质条件的 差异,桩的有效检测桩长主要受桩土刚度比制约。各地提出 的有效检测范围变化很大,如长径比30~50,桩长30~50米, 具体工程的有效检测桩长,应通过现场试验,依据能否识桩 底反射信号,确定是否适用该方法。
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8
(三)静动试桩法的功能区别:

静力试桩:强度和变形 结果可靠 为设计提供依据 可用于检验 性试桩和设计性试桩
动力试桩:桩身完整性和土的承载力 结果可靠性差 用于检验 性试桩 设计性试桩--目的是为设计者提供设计依据和确定工程桩的施工 工艺 试验对象—专门制作的试验桩 程序: 制作试验桩→设计性试桩→设计工程桩→施工工程桩

一根半无限长杆,顶部质点受扰动后,要偏离原来平衡位 置进入运动状态,由于质点相对位置的变化,使得扰动质 点同周围质点间产生附加弹性力,周围质点受到影响进入 运动状态,这种作用依次传递下去形成波动。这种扰动随 时间的发展会沿无限杆一直传播下去。
振动---对于物体尺寸相对较小(小于波长),扰动到边界 时,将产生来回反射,从而使整体呈现出象刚体一样在平 衡位置附近的周期性的振荡(物体中的各个质点运动状态 差异可忽略)。
22
2、一均质自由杆,长度为L,A端受激励 ,产生一方形速度 波,幅值1.0m/s,持续时间1.0s,绘出杆两端A,D和中点B, 从0~6L/C之间的速度和位移时程曲线(忽略阻尼)

解: 速度波传至A,D自由端,速度值加倍 自由端:V上=V下 F上= -F下 固定端:V上= -V下 F上=F下
速度响应时域曲线(瞬态时域分析)→速度幅频曲线 →导纳 曲线(瞬态机械阻抗法(动刚度))→导纳曲线(稳态机械 阻抗法) 理论上忽略截断和泄漏误差,时域分析与频域分析殊途同归 (角度不同{波动理论,振动理论})结果完全相同) 实际分析时以时域分析为主,频域分析便于排除高频干扰波 的影响

时域分析与频域分析的关系:



检验性试桩—目的检验工程桩单桩承载力是否满足设计要求和 桩身结构完整性情况
试验对象—工程桩


程序:工程桩设计→工程桩施工→检验性试桩
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(四)动力试桩的优点:(与静力试桩相比) (1)仪器设备轻便 检测速度快和费用较低 静力试桩:堆载法:堆载重量为最大加载量的120% 锚桩法:设备重量为最大加载量的5~10% 动力试桩:高应变:锤重为单桩极限承载力的1~1.5% 低应变:锤重5—12磅,几百克—几十千克 静力试桩:2—5天/根 高应变:4—6根/天 低应变:>30根/天 (2)可检测桩身结构完整性 另外还可监测打桩应力,测试垫 层特性,预分析沉桩能力,区分破坏模式是土的破坏还是桩身 结构的破坏。 (3)对工程桩进行普查: 容易发现工程桩中的整体施工质量, 便于更好的保证工程质量,可为静力试验桩的选择提供依据 (4)波形拟合法不仅可得到单桩承载力,还可进行桩侧阻力分 布和桩端阻力值的估计
(基桩低应变动力检测规程(JGJ/T93--95)规定),可用 机械阻抗法和动参数推算单桩承载力)
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一点的应变: 一点的应力:
lim
dl l0 0 l 0

dN lim A0 A
低应变法的类别:

应力波反射法,机械阻抗法{稳态激振法,瞬态激振法}, 动参数法,水电效应法,击法,火箭激振法。目前,绝 大多数的单位采用的方法是应力波反射法。 应力波反射法----采用瞬态冲击方式,通过实测桩顶加速度 或速度响应时域曲线,籍一维波动理论分析来判定基桩的 桩身完整性。

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速度响应时域曲线(瞬态时域分析)→速度幅频曲线 →导纳 曲线(瞬态机械阻抗法(动刚度))→导纳曲线(稳态机械 阻抗法) 理论上忽略截断和泄漏误差,时域分析与频域分析殊途同归 (角度不同{波动理论,振动理论})结果完全相同)
实际分析时以时域分析为主,频域分析便于排除高频干扰波 的影响


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微分单元的不平衡力为
F( M ) F( M 1) 2u AE 2 dz z

由微分单元力的平衡得:

2
F ma

2u 2u AE 2 dz Adz 2 z t
2 2u 2 u c 2 t z 2
令 c 得
E

式中c—应力波沿杆身传播速度 ,

将速度波积分一次为位移
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25
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杆端固定的情况
27


3、已知砼质量密度ρ=2450kg/ m3,实测应力波波速 C=3600m/s,试求砼的弹性模量E。 1 2 2 6 解:E=C ρ=3600 *2450=31752*10 kg* 2 =31752MPa ms

4、灌注桩直径1.0m,纵波波速C=3500m/s,砼重度 γ=24KN/m3, 求桩的力学阻抗Z
2
动力响应—桩土系统对动态力作用的反应。
动力试桩的分类:

高应变法: 0.01%~0.001%(桩土之间发生一定的塑性 位移,2~3mm){用于评价承载力,完整性}。 低应变法 :<0.00001%(桩土之间发生一定的弹性位 移, 用于评价完整性)

说明:低应变法用于承载力评价:理论依据不充分,动刚法 为经验法

杆端自由: 结合下行波 上行波
F=Fd+Fu=0
F VZ
Fd= -Fu 注:下标d表示下行波, 下标u表示上行波
F VZ
V=Vd+Vu=2Vd

Vd=Vu
即:杆端力为0,质点速度加倍 由力平衡条件:上行波与下行波性质相反 从自由端反射回去的上行波为拉力波 上行波与下行波相位相同
低应变动测
马克生 博士/副教授 注册岩土工程师
太原理工大学
1
第一部分 低应变动测原理与应力波理论
一、概述 (一)基本概念 动力试桩—

1、在桩顶给桩作用—竖向动态力,动态力可以瞬态冲 击力或稳态激振力。 2、用不同功能的传感器可以在桩顶量测不同的动力响 应信号(如位移、速度、加速度)


3、借助一维波动理论通过对信号的时域分析,频域分 析或传递函数分析可以进行桩身结构完整性和单桩承 载力的评价。
19
当压力波传播至杆下端,假设杆端为固定端,根据力的边界条件 知

杆端固定:V= Vd+Vu=0 结合下行波 上行波
F VZ
Vd= -Vu 注:下标d表示下行波, 下标u表示上行波
F VZ
F=Fd+Fu=2Fd

Vd=Vu
即:杆端质点运动速度为0,力加倍 由力平衡条件:上行波与下行波性质相同 从自由端反射回去的上行波为压力波 上行波与下行波相位相反


线弹性:弹性模量为E
虎克定律: 等截面:面积A
E

平截面假定: F
A
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沿z方向的位移为u(z),则杆中任一截面z处取一长度为dz的微 分单元:
F( M 1) A AE AE
F( M ) F( M 1) dF( M 1)
u z u 2u AE AE 2 dz z z
目前在我国桩基检测的相关规范中,桩身完整性抽检的方法: 高应变动测法、低应变动测法、钻芯法、声波透射法 .


7
(二)、动力试桩与静力试桩的根本区别

荷载性质和加荷载速率不同 静力试桩:加荷缓慢,加速度和惯性效应可忽略,桩 土静力平衡 ,Q-S一一对应

动力试桩:加荷快,(冲击力一般10—20ms),应力 波频谱成分和持续时间有关,具体与桩土动力响应与 桩土固有动力特性,扰动源的强度等有关。 加速度高 ( 400—600g ),惯性效应和材料粘性性质要考虑, 桩土动力响应与时间有关。
20
三、例题:
1、求自由杆一端受激励后,其另一端在不同时刻的速度。

已知自由杆的杆长18m,应力波波速C=3600m/s,于受激 励一端测得速度波形为半正弦,幅值V=2m/s,t=0.5ms时 刻达到峰值,据此推算出杆的另一端在2.0ms,5.0ms,5.5ms 和7.0ms时的速度值。
21



联系:由介质的弹性和惯性两个基本因素决定,有了弹性 和惯性的存在,系统的能量得以保持和传递。
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3、一维波动方程的波动解

假定任何扰动可以分解为两个反向行波的叠加:
u ( z ,t ) f ( z ct ) g ( z ct )

式中: f ( z ct ) —下行波; g ( z ct )—上行波
10
二、一维波动方程的建立与求解

1、桩的动测技术是以一维波动方程为理论基础的,当给 桩顶不论是振动或锤击等激励时,都以应力波形式沿桩身 传递,传递过程的分析是以一维波动方程为数学模型的。 模型:假设桩为等截面均质无限长线弹性杆件(无阻尼作 用),四周无侧阻力作用,顶端受到撞击,杆截面在变形 后保持平面: 均质:密度为ρ
c E/
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2 2u u 2 c 2 t z 2

上式为一维波动方程,是二阶微分方程,高应变动力试桩 和低应变的应力波反射法是对它进行波动解,振动解用于 低应变的稳态机械阻抗法。
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2、波动与振动的概念
波动—受扰动源的激发而产生并通过介质传递的运动(扰 动), 它携带着扰动源的信息又包含介质本身的特性。
c E F c 结合 F A 得 V EA 2 结合 E c 得 F V ( Ac) VZ
结合 E 同理:上行波 F VZ 式中: Z—杆力学阻抗 V—质点运动速度 E—杆材料弹性模 量 p —杆材料质量密度 C—波速 A—杆截面面积 —应变



4、一维波动方程的振动解 2 2 u u 2 由一维波动方程: c 2 t z 2 由分离变量法,令 u ( z ,t ) Z ( Z )U (t ) ,得:
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