《地下工程测试技术》课程设计

《地下工程测试技术实习》

目录

1实习目的和要求 (1)

2实习内容 (1)

2.1试验一基桩低应变检测 (1)

2.1.1试验原理 (1)

2.1.2试验设备 (2)

2.1.3试验依据、判别标准 (3)

2.1.4试验步骤 (9)

2.1.5试验图表绘制 (9)

2.1.6试验结果汇总 (15)

2.1.7试验注意事项 (15)

2.2试验二地脉动测试 (16)

2.2.1试验原理 (16)

2.2.2试验设备 (16)

2.2.3试验步骤 (16)

2.2.4试验参数设置 (17)

2.2.5试验图表绘制 (17)

2.2.6试验结果汇总 (19)

2.2.7试验注意事项 (19)

3参考文献 (20)

《地下工程测试技术》课程实习报告

1实习目的和要求

（1）《地下工程测试技术》课程实习是学生在学完《地下工程测试技术》课程的基础上，综合应用所学知识的一项实习任务。其目的是培养我们的综合应用基础理论和专业知识在岩土工程检测监测中应用的能力。

（2）通过实习，要求我们对原位测试有全面的了解和掌握，深入掌握位移检测、桩基检测等内容。

（3）在教师指导下，要求我们独立完成任务书规定的全部内容，并撰写实习报告。实习报告要求内容完整、排版符合要求、文字通顺、图表正确、分析准确、结论可靠。

2实习内容

2.1试验一基桩低应变检测

2.1.1试验原理

基桩低应变检测即反射波法，指的是应力波在桩身中的传播反射特征为理论的一种方法。在应用这种方法的情况下，需要将桩看成是具有连续弹性的一维均质杆，同时不考虑周土体传播的应力波对沿桩身造成的一些影响。在测试过程中，在桩顶进行纵向振动，弹性波将会沿着桩身向下进行传播，一旦桩身出现较大的波阻抗变化波动或桩身截面积改变，就会发射反射波，将它进行相应的接收、滤波、放大以及数据的处理，根据接收到的信号就能够识别各个部位的反射信息，通过专业的数据软件对这些反射信号进行综合分析判断，就能够判断出桩身的完整性。

引起反射波变化的原因：桩底、截面发生变化、夹泥、离析、混凝土质量变化、土层变化等。

低应变可以检测到的现象有桩底、夹泥、空洞、断裂、离析、扩颈、缩颈、材料变化、土层变化等，如图2-1所示；低应变检测不到的现象有渐细、渐粗、弯曲、小缺陷、桩底沉渣，如图2-2所示。

图2-1低应变可测现象

图2-2低应变不可测现象

2.1.2试验设备

基桩低应变检测主机、高灵敏度加速度传感器、速度计及连接电缆、组合手锤、低应变测试分析软件、电源适配器、铝合金仪器包装箱、U盘。部分试验仪器如图2-3所示。

图2-3反射波法试验仪器

2.1.3试验依据、判别标准

（1）《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014；

（2）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；

（3）《岩土工程勘察规范》GB50021-2012；

（4）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2016；

（5）施工设计图纸及相关说明文件。

①广义波阻抗及波阻抗界面

设桩身某段为一分析单元，其桩身介质密度、弹性波波速、截面面积分别用ρ，C ，A 表示，则令

CA Z ρ=(1-1)

称Z 为广义波阻抗。当桩身的几何尺寸或材料的物理性质发生变化时，则相应的ρ、C 、A 发生变化，其变化发生处称为波阻抗界面。界面上下的波阻抗比值为：

22211121A C A C Z Z n ρρ==(1-2)

称n 为波阻抗比。

②应力波在波阻抗界面处的反射与透射

设一维平面应力波沿桩身传播，当到达一与传播方向垂直的某波阻抗界面（如图1-2所示）时。根据应力波理论，由连续性条件和牛顿第三定律有

T R I V V V =+(1-3)

图1-2应力波的反射与透射

T R I A A σσσ21)(=+(1-4)

式中，V 、σ分别表示质点振动的速度和产生的应力，下标I 、R 、T 分别表示入射波、反射波和透射波。

由波阵面的动量守恒条件导得

I

I V C 11ρσ-=R R V C 11ρσ=T

T V C 22ρσ-=带入式(1-4)得T

R I V A C V V A C 222111)(ρρ=-(1-5)联立式(1-3)和(1-5)，求得

I

R FV V -=(1-6a)I

T nTV V =(1-6b)n n

F +-=11（反射系数）(1-7a)n T +=12（透射系数）(1-7b)

③桩身不同性况下应力波速度量的反射、透射和入射关系

桩身完好，桩底支承条件一般。此时，仅在桩底存在界面，速度波沿桩身的传播情况如图1-3所示。

因为222111A C A C ρρ ，所以1/21 Z Z n =，代入式(1-7)得

)

0(,0恒大于T F <由式(1-6)可知，在桩底处，速度量的反射波与入射波同号，体现在V （t ）时程曲线上，则为波峰相同（同向）。典型的完好桩的实测波形如图2-5所示。由图2-4、图2-5分析可得激振信号从触发到返回桩顶所需的时间t1、纵波波速

C 、桩长L 三者之间的关系为

12t L

C =(1-8)

图2-4桩身完好是的波传播过程图2-5完好桩的测试波形

式(1-8)即为反射波法中判断桩长或求解波速的关系式。在式(1-1)的应用上，应已知C 或L 之中的一个，当二者都未知时，有无穷个解，因此实用中常常利用统计的方法或其他实验的方法来假定C 或根据施工记录来假定L ，以达到近似求解的目的。

桩身截面积变化。

a.L1处桩截面减小。如图2-6，可知在L1处有

1

//2121>==A A Z Z n 可得F<0。于是有：

同号。

恒与同号，而与I T I R V V V V 波形图如图2-7所示。假定C 为已知，则桩长和桩截面积减小的位置可以确定如下：

图2-6截面减小时波传播过程图2-7截面减小时的测试波形

221Ct L =112

1Ct L =b.L1处桩截面增大。如图2-8，可知在L1处有