2013高应变复习题(

1高应变复习题1、定义：用重锤锤击桩顶，实测桩顶速度和力时程曲线，通过波动理论分析，对桩身完整性单竖向抗压承载能力判定的检测方法。2、方法适用范围：（1）适用检测基桩坚向抗压承载力和桩身完整性；（2）监测预制桩打入时的桩应力和锤击能量比，为沉桩工艺和桩长选择提供参数。3、进行灌注桩的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。4、对于大直径扩底桩和Q-S曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩，不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。5、带有普查性的完性检测，采用低应变法更为恰当。6、凯司法作如下假定：①桩身质量均匀，且无明显缺陷，所以桩身阻抗恒定；②动阻尼只存在桩端，忽略桩侧阻尼的影响；③应力波在桩身中传播时，除土阻力影响外，没有其他因素造成能量扩散和信号的畸变；④土体对桩的阻力只与其相对位移有关，与其位移大小无关，也即一有位移，土阻力即达极限状态。7、Z桩身阻抗为（密度）、c（波速）、A（截面积）的乘积，及Z=cA8、Jc值：纯砂0.1-0.15；粉砂0.15-0.25；粉土0.25-0.4；亚黏土0.4-07；黏土0.7-19、CASE法对短桩、扩底桩、截面变化教复杂或桩身存在较严重缺陷的桩不适用，而应用Capwapc曲线拟合法或静载法解决；10、凯司法无量纲系数Jc定义为仅与桩端土性有关，一般遵循随土中细粒含量增加阻尼系数增大的规律。11、检测仪器的主要技术性能指标不应低于现行行业标准《基桩动测仪》JG/T3055中表1规定的2级标准，且应具有保存、显示实测力与速度信号和信号处理与分析的功能。锤击设备宜具有稳固的导向装置；除导杆式柴油锤、振动锤外，筒式柴油锤、液压锤、蒸汽锤等具有导向装置的打桩机械都可作为锤击设备。12、高应变检测用重锤应材质均匀、形状对称、锤底平整。高径（宽）比不得小于1，并采用铸铁或铸钢制作。13、当采取自由落锤安装加速度传感器的方式实测锤机力时，重锤应整体铸造。且高径（宽）比应在1.0～1.5范围内。14、承载力检测时，锤的重量应大干预估单桩极限承载力的1.0%～1.5%，混凝土桩的桩径大于600mm或桩长大于30m时取高值15、预制桩承载力的时间效应应通过复打确定。16、桩顶面应平整，桩顶高度应满足锤击装置的要求，桩锤重心应与桩顶对中，锤击装置架立应垂直。17、对不能承受锤击的桩头应加固处理。18、2支加速度传感器和2支应变力传感器分别对称安装在距桩顶2倍桩径左右的桩测表面；对大直径桩，传感器与桩顶之间的距离可适当减小，但不得小于1倍桩径。19、波形曲线初始段F曲线与Z·V(t)曲线基本是重合的，当不重合时应查明：（1）地表有阻力，（2）传感器附近变截面（3）参数不合理（4）传感器位置不当安装不好（5）受力偏心，力的任一值与平均值之差的绝对值超过平均值33%为严重偏心。20、信号的判别从：（1）信号的比例性，正常情况力曲线与速度曲线起始部分应重合，若有偏离可能是：a传感器附近混凝土松散，锤击作用下混凝土产生塑性变形；b锤击严重偏心，引起信号偏离；c弹性波输入不正确。（2）信号的一致性，同一桩不同的锺击信号相关性一致；（3）信号的归零性，正常情况力与速度曲线尾部必须归零；（4）试验的充分性，试验是否充分观察一是贯入度；二是速度在2L/C时刻是否归零；21、假设杆端自由，当敲击的压应力传至自由端时，杆端力为零，由力的平衡条件，从自由端反射回来的波为拉力波。F=Fd＋Fu=0，Fd=－Fu因此，应力波沿细长杆传播结果为:（1）下行压力波（ν向下），遇自由端反射为上行拉力波（ν向下），端点F＝0，ν加倍；（2）下行压力波（ν向下），遇固定端反射为上行压力波（ν向上），端点ν＝0，F加倍；（3）下行拉力波（ν向上），遇自由端反射为上行压力波（ν向上），端点ν加倍；（4）下行拉力波（ν向上），遇固定端反射为上行拉力波（ν向下），端点ν＝0。压力回波（一般由土阻力产生）使传感器测到的F值增加，V值减小，F曲线与ZV曲线拉开，F曲线值大于ZV2曲线值。反之，拉力回波（一般由于截面突然缩小产生）使传感器测到的F值减小，V值增大，F曲线与ZV曲线拉开，F曲线值小于ZV曲线值。22、检测前的准备工作应符合下列规定：（背：一是时间效应，二平整对中，三是桩头加固，四是传感安装，五是桩垫10-30cm）1预制桩承载力的时间效应应通过复打确定。2桩顶面应平整，桩顶高度应满足锤击装置的要求，桩锤重心应与桩顶对中，锤击装置架立应垂直。3对不能承受锤击的桩头应加固处理，混凝土桩的桩头应处理。附录B4传感器的安装应符合规定。附录F5桩头顶部应设置桩垫，桩垫可采用10～30mm厚的木板或胶合板等材料。23、参数设定和计算应符合下列规定：(一是采样，二是按计量检定，三是加速度传感器设定，四是测点截面，五是桩长和截面)1采样时间间隔宜为50～200μs，信号采样点数不宜少于1024点。2传感器的设定值应按计量检定结果设定。（检定结果灵敏度）3自由落锤安装加速度传感器测力时，力的设定值由加速度传感器设定值与重锤质量的乘积确定。（锤重10T，灵敏度2.5mv/g，重力加速度g=9.8m/s2，力的设定值：（10*1000*9.8）/（2.5/1000）/1000=39200kN/v4测点处的桩截面尺寸应按实际测量确定，波速、质量密度和弹性模量应按实际情况设定。5测点以下桩长和截面积可采用设计文件或施工记录提供的数据作为设定值。24桩身材料质量密度：钢桩7.85t/m3;离心管桩2.55-2.60t/m3;混凝土预制桩2.45～2.50t/m3;混凝土灌注桩2.40t/m325、实测曲线拟合法所采用的力学模型宜符合下列规定土的力学模型能反映土的实际应力应变性状，土的静阻力模型为理想弹塑性模型或考虑土体硬化或软化的双线性模型，土的动阻力模型为一般为与桩身运动速度呈正比的线性粘滞阻尼模型。（两参数；极限静阻力Ru和最大弹性位移Sq）桩的力学模型能反映桩的实际应力性状；可采用一维杆模型，单元划分应采用等时单元（即应力波通过每个桩单元的时间相等）。26、实测曲线拟合法分析计算时应符合：1、所采用的力学模型应明确合理，桩和土的力学模型应能反应桩和土的实际力学性状，模型参数的取值范围应能限定；2、拟合分析选定的参数必须在岩土工程的合理范围内；3、曲线拟合时间长度在t1+2L/c时刻后延续时间不应小于20ms；对柴油锤打桩信号t1+2L/c时刻后延续时间不应小于30ms。4、各单元所选用的土的最大弹性位移值S不得超过相应桩单元的最大计算位移值；5、拟合完成时应使土阻力响应段的计算曲线与实则曲线吻合良好，其它区段的曲线应基本吻合；6、贯入度的计算值应与实测值接近。土阻力响应区指波形上呈现的静阻力信息较为突出的时间段。27、分析拟合步骤1正确选取信号，确定平均速度；2根据工程地质勘察报告和施工记录，假定桩和土的力学模型及参数；3可用实测速度、力和上行波其中之一作为边界条件进行拟合。利用实测速度曲线（力、上行波、下行波）作为输入边界条件，通过波动理论方程求解，反算桩的力（速度、下行波、上行波）曲线4如果计算曲线与实测曲线不吻合，说明假定的模型不合理，应有针对性的调整桩模型和参数再计算。记法（一确定速度、二是假定模型、三是利用实测反算、四是不吻合调整）28、不同时间段的信息：1第一时间段（从脉冲开始到2L/c时刻）主要提供阻力分布信息。2第二时间段（第一时间段终点为起点，区段为（tr+3）ms）主要修正桩尖阻力和总阻力（静阻力和动阻力）3第三时间段（第一时间段终点为起点，区段为（tr+5）ms）主要修正阻力分布系数4第四时间段（第二时间段终点为起点，区段为20ms）主要修正土的卸载性质。分段单元侧阻增加时，使该单元及以后的计算曲线上升；增加端阻时，使2L/c后计算曲线升高，2L/c前的无影响。3桩侧阻尼增加，则土的动阻力增加，相应的土单元计算曲线升高，由此计算的2L/c时刻前计算曲线增加，使2L/c时刻的波谷减小，卸载部分计算曲线下降。增加桩端阻尼，使计算曲线在2L/c时刻升高，对2L/c时刻前计算曲线无影响，而卸载部分会下降。（只有当应力波到达桩端时桩端阻尼才起作用）。桩侧和桩端的弹限降低时，引起桩侧土的快速加载与卸载，使2L/c时刻以前的计算曲线上升；2L/c时刻以后的计算曲线下降，使计算曲线顺时针转动。土阻尼的增加限制桩位移，使静阻力发挥速率延缓。土阻尼的增减作用与静阻力的增减作用相近，但土阻尼的作用是局部的，而静阻力随弹限的增大出现明显的滞后。阻尼增大使计算曲线趋于平缓，减少计算波形震荡。土参数的调整次序：土阻力、弹限、smith阻尼、卸载系数、卸载水平、其它参数。优化拟合质量数（加权计算）一般小于5。29、目前实测曲线拟合法所采用的模型（1）土的静阻力模型：理想弹塑性模型、双线性模型。模型的两个主要参数:土的极限阻力Ru；土的最大弹性位移Sq（2）土的动阻力模型，采用与桩身质点运动速度成比例的线性黏滞阻尼模型。（3）桩的单元化分采用等时单元（4）桩单元中也考虑桩身阻尼和裂隙30、现场检测要点（1）试桩数量：工程总桩数的5%，并且不少于5根。省规中为5%，并不小于10根。（2）充分的体止时间：砂土7天，粉土10天，非饱和黏性土15天，饱和黏性土25天，且对于泥浆护壁灌注桩宜适当延长休止时间。（3）桩锤的选择：锤体的质量必须大于预估单桩极限承力的1.0～1.5%，桩径大于600mm或桩长30m的取高值（4）锤击信号的测量：在距桩顶2倍桩径下桩侧面对称安装应变传感器和加速度传感器各2支，减少锤击应力集中和锤击偏心。（安装谐振频率：压电式加速度传感器不小于10000Hz，工具式应变式力传感器不小于2000Hz）（5）打桩监控：预制桩打入过程中连续测量，要求仪器具有保存、显示实测力与速度信是以和信号实时处理与分析的能力。31、桩身材料弹性模量计算:E=P.c232混凝土桩头处理附录B（1）先凿掉桩顶部的破碎层和软弱混凝土。（2）顶面应平整，桩头中轴线与桩身上部的中轴线应重合（3）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3～5m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，且不得低于C30。(6)高应变法检测的桩头测点处截面尺寸应与原桩身截面尺寸相同。33、传感器的安装附录F检测时至少应对称安装冲击力和冲击响应（质点运动速度）测量传感器各两个冲击力和响应测量可采取以下方式：1在桩顶下的桩侧表面分别对称安装加速度传感器和应变式力传感器，直接测量桩身测点处的响应和应变，并将应变换算成冲击力。F=A*E*ε2在桩顶下的桩侧表面对称安装加速传感器直接测量响应，在自由落锤锤体0.5Hr处（Hr为锤体高度）对称安装加速度传感器直接测量冲击力。3对于桩侧测力时，传感器宜分别对称安装在距桩顶不小于2D的桩侧表面处（D为试桩的直径或边宽）；对于大直径桩，传感器与桩顶之间的距离可适当减小，但不得小于1D。安装面处的材质和截面尺寸应与原桩身相同，传感器不得安装在截面突变处附近。4对于自由落锤测力时，对称安装在桩侧表面的加速度传感器距桩顶的距离不得小于0.4Hr或1D，并取两者高值。传感器安装尚应符合下列规定：1应变传感器与加速度传感器的中心应位于同一水平线上；同侧的应变传感器和加速度传感器间的水平距离不宜大于80mm。安装完毕后，传感器的中心轴应与桩中心轴保持平行。42各传感器的安装面材质应均匀、密实、平整，并与桩轴线平行，否则应采用磨光机将其磨平。3安装螺栓的钻孔应与桩侧表面垂直；安装完毕后的传感器应紧贴桩身表面，锤击时传感器不得产生滑动。安装应变式传感器时应对其初始应变值进行监视，安装后的传感器初始应变值应能保证锤击时的可测轴向变形余量为：1）混凝土桩应大于±1000με；（με微应变、无量纲）2）钢桩应大于±1500με。4当连续锤击监测时，应将传感器连接电