基桩低应变检测

V T
入射波 与反射 波同相
桩底 反射
桩 截 面 减 小
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L
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（7）应力波在波阻抗减小桩中的传播
缩径反 射，与 入射波 同相
T V
扩径反 射，与 入射波 反相
桩 缩 径
L
桩底 反射
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（8）应力波在波阻抗增大桩中的传播
土层变化
4.2 基本理论和原理
三、检测原理
（3）低应变所能检测到的现象
4.2 基本理论和原理
三、检测原理
（4）低应变不能检测到的现象
4.2 基本理论和原理
四、低应变检测的优点
（1）快速检测方法（50-200根/日） （2）准备简便 （3）操作简单 （4）经验丰富
4.2 基本理论和原理
五、低应变检测的局限
量程应大于100g
4.3 仪器设备
三、测量部分
（1）传感器
2）速度传感器技术指标 固有谐振频率不应大于30Hz 灵敏度应大于200mV/cm· s-1 上限频率不应小于1.5kHz，安装谐振频率不应小于1.5kHz
4.3 仪器设备
三、测量部分
（2）电荷放大器
技术指标 测量模式加速度 灵敏度调节可调 灵敏度增益1~10mV/pC,20dB 总频率范围1~200kHz
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（8）应力波在波阻抗增大桩中的传播
V
T
桩 截 面 增 大 并 嵌 岩
桩底反 射，与 入射波 反相
扩径反 射，与 入射波 反相
L
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（8）应力波在波阻抗增大桩中的传播
扩径反 射，与 入射波 反相
V T
桩底反 射，与 入射波 同相
（1）不能提供单桩承载力 （2）对小缺陷灵敏度不高 （3）无法检测桩底沉渣
4.3 仪器设备
一、检测系统
激振设备 测量部分
计算部分 信号采集分析仪
4.3 仪器设备
一、检测系统
4.3 仪器设备
一、检测系统
记录仪
采集仪
手锤
传感器
4.3 仪器设备
一、检测系统
FDP204(B)掌上动测仪
4.3 仪器设备
2013年吉林省地基基础工程质量检测培训
第4章基桩低应变检测
潘殿琦 教授 2013年8月
1
主要内容
4.1 概述 4.2 基本理论和原理 4.3 仪器设备 4.4 测试技术 4.5 现场检测方法 4.6 数据处理 4.7 报告编写 4.8 工程实例分析
4.1 概述
一、低应变法
采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的 速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分 析，对桩身完整性进行判定的检测方法。
T
V
入射波 与反射 波同相
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（5）应力波在自由端完整桩中的传播
桩 在 自 由 端
桩底反射， 与入射波 同相
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（6）应力波在固定端完整桩中的传播
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（6）应力波在固定端完整桩中的传播
二、方法适用 范围
检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。
4.1 概述
三、反射波法
低应变法等国内外普遍采用的瞬态冲击方法，通过实测桩顶 加速度或速度响应时域曲线，基于一维波动理论分析来判定 基桩的完整性，称之为反射波法（或瞬态时域分析法）
4.2 基本理论和原理
一、应力波
当介质的某个地方突然受到一种扰动，这种扰动产生的变形 会沿着介质由近及远传播开去，这种扰动传播的现象称为应 力波。 波阻抗是桩横截面积、材料密度和弹性模量的函数
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（4）一维杆应力波波动方程
u 2 u c 0 C E 0 2 2 t x
2 2
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（5）应力波在自由端完整桩中的传播
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（5）应力波在自由端完整桩中的传播
三、测量部分
加速度传感器 电荷放大器
滤波器 程控指数增益放大器
4.3 仪器设备
三、测量部分
（1）传感器
传感器宜选用压电式加速度传感器或磁电式速度传感器，频 响曲线的有效范围应覆盖整个测试信号的频带范围。 1）加速度传感器技术指标 电压灵敏度应大于100mV/g 电荷灵敏度应大于20PC/g
上限频率不应小于5kHz，安装谐振频率不应小于6kHz
入射波 与反射 波反相
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（6）应力波在固定端完整桩中的传播
V T
桩 嵌 岩
L
桩底 反射， 与入 射波 反相
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（7）应力波在波阻抗减小桩中的传播
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（7）应力波在波阻抗减小桩中的传播
桩 扩 径
L
缩径反 射，与 入射波 同相
4.2 基本理论和原理
三、检测原理
（1）检测原理
利用应力波在桩中传播时，当桩身的波阻抗发生变化会产生 反射的原理，通过分析反射波的幅值、相位、到达时间，得 出桩缺陷的大小、性质、位置等信息，最终对桩基的完整性 给予评价
4.2 基本理论和原理
三、检测原理
（2）引起反射波的原因 桩底 截面发生变化 夹泥 离析 混凝土质量变化
4.3 仪器设备
四、采集部分
采样保持器（S/H) 模数转换器（A/D)
程控放大器 触发器
4.3 仪器设备
四、采集部分
（1）采样保持器（S/H）
一、检测系统
加速 度计 力传感器 锤
适调器
S/H采 保器
A/变换 器 回声法软件 触发器
传感器 基桩
4.3 仪器设备
二、激振设备
选择不同材质的锤头或锤垫，以获得低频宽脉冲或高频窄脉 冲。宜用宽脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号，宜用窄 脉冲获取桩身上部缺陷反射信号。
4.3 仪器设备
二、激振设备
4.3 仪器设备
Z EA / c cA
ρ：密度；c：应力波速；A：桩横截面积；E：桩的弹性模 量; 一维直杆：d<<L的杆件
4.2 基本理论和原理
二、应力波在桩中的传播
（1）振源
手锤锤击桩端面。
（2）传播介质：
桩L远大于桩径D。一维直杆
（3）传播：
应力波以锤击点为中心半球向外传播，当应力波传播至桩身 一定距离S后（一般S>1D-2D），波振面才近似为平面。此 时手锤锤击桩端认为是应力波在一维杆件中竖直方向传播 。