低应变检测原理

低应变基桩完整性检测低应变基桩完整性检测目录第一章基本概念及检测原理第二章检测系统第三章现场检测技术第四章实测波形汇编第一章基本概念及检测原理目录第一节应力波基本概念第二节应力波在桩中的传播第三节低应变的检测原理第一章基本概念及检测原理基本概念应力波基本概念应力波：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：：密度；C：应力波速；A：桩横截面积。一维直杆：dL的杆件CAZ第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播应力波在桩中的传播振源：手锤锤击桩端面。点振源传播介质：桩L远大于桩径。一维直杆传播：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S1D-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第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播一维杆应力波波动方程方程：022222xuctu0EC其物理意义就是应力波在桩身中的传播速度。u第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播应力波在自由端完整桩中的传播第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播应力波在自由端完整桩中的传播TV入射波与反射波同相第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播应力波在自由端完整桩中的传播桩在自由端桩底反射，与入射波同相第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播应力波在固定端完整桩中的传播第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播应力波在固定端完整桩中的传播TV入射波与反射波反相第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播应力波在固定端完整桩中的传播TVL桩嵌岩桩底反射，与入射波反相第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播应力波在波阻抗减小桩中的传播第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播应力波在波阻抗减小桩中的传播TVL桩截面减小入射波与反射波同相桩底反射第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播应力波在波阻抗减小桩中的传播TVL桩缩径缩径反射，与入射波同相扩径反射，与入射波反相桩底反射第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播应力波在波阻抗增大桩中的传播第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播应力波在波阻抗增大桩中的传播TVL桩截面增大并嵌岩扩径反射，与入射波反相桩底反射，与入射波反相第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播应力波在波阻抗增大桩中的传播TVL桩扩径扩径反射，与入射波反相缩径反射，与入射波同相桩底反射，与入射波同相第一章基本概念及检测原理应力波在桩中的传播TVLL1L2T1T2T3T4整桩平均波速C：C=2L÷（T4－T1）扩径位置L1：L1=C×（T2－T1）÷2扩径范围（L2－L1）：（L2－L1）=C×（T3－T2）÷2第一章基本概念及检测原理检测原理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。•桩底•截面发生变化•夹泥•离析•混凝土质量变化•土层变化第一章基本概念及检测原理检测原理引起反射波的原因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第一章基本概念及检测原理检测原理低应变检测的优点•快速检测方法（50-200根/日）•准备简便•操作简单•经验丰富第一章基本概念及检测原理检测原理低应变检测的局限•不能提供单桩承载力•对小缺陷灵敏度不高•无法检测桩底沉渣第二章低应变检测系统目录第一节传感器第二节采集仪器第三节软件简介第二章低应变检测系统传感器速度传感器加速度传感器第二章低应变检测系统组合手锤第二章低应变检测系统采集仪RSM—24FD分体机第二章低应变检测系统采集仪RSM—24FDN一体机第二章低应变检测系统软件简介主操作界面第二章低应变检测系统软件简介设置界面第二章低应变检测系统软件简介打印高级设置界面第二章低应变检测系统软件简介波形处理界面第二章低应变检测系统软件简介打印信息预览界面第三章现场测试技术目录第一节检测流程第二节影响测试的因素第三节疑问解答第三章现场测试技术检测流程第一步桩头处理第二步仪器连接第三步传感器安装第四步程序设置第五步手锤锤击第六步信号采集第七步信号分析第八步结果打印第三章现场测试技术桩头处理•凿掉浮浆•打磨平整•桩头干净干燥第三章现场测试技术仪器连接分体机交流电源接线第三章现场测试技术仪器连接分体机后面板接线第三章现场测试技术仪器连接加速度传感器连接第三章现场测试技术仪器连接速度传感器连接第三章现场测试技术仪器连接一体机速度传感器连接第三章现场测试技术传感器安装传感器放置距桩心2/3~3/4R处且安装位置要求平整尽可能使传感器垂直与桩头平面第三章现场测试技术传感器安装传感器耦合黄油耦合橡皮泥耦合口香糖耦合使传感器与桩头粘合在一起，要求越紧越好第三章现场测试技术程序设置在开始检测之前必须根据不同桩的情况对程序进行设置，下面给出一个例子来学习整个的检测过程的软件操作，注意：以下只讲解了在检测过程中常用的功能，其他功能及程序中出现的参数请仔细阅读软件操作说明书，这里不一一详细说明。第三章现场测试技术程序设置进入主操作界面后，点击设置按键进入设置界面单击设置进入设置界面第三章现场测试技术程序设置桩长=12米；混凝土标号：C30；桩径：1米用速度传感器进行检测仪器与笔记本电脑通讯速率，586以上请选57600仪器与笔记本电脑通讯口设置，视电脑串口设置而定，有COM1-6供选外接传感器设置，请与传感器接的通道和类型一致预设桩长预设波速：C25：3300C30：3600C35：3800C20：3000单击进入主操作界面第三章现场测试技术手锤锤击手锤垂直与桩面，锤击点平整，锤击干脆，形成单扰动第三章现场测试技术信号采集打开采集仪开关，点击主操作界面的“采样”按键屏幕出现彩色滚动条，仪器进入采样等待状态，此时用手锤敲击，信号将显示在屏幕上，完成第一次采集。第三章现场测试技术信号采集按前次操作完成第二次采集第三章现场测试技术信号采集完成第三次采样第三章现场测试技术信号采集当三次采集的波形基本一致，桩底清晰，请点击“存盘”按键进行波形的存储。第三章现场测试技术波形存盘键入文件名称单击完成保存此时已完成一根桩的现场测试第三章现场测试技术现场采集注意事项•桩头的处理平整•传感器安装紧密•采集完数据存盘第三章现场测试技术波形读取选文件夹选文件名单击完成读取第三章现场测试技术波形处理单击进入处理界面第三章现场测试技术波形处理原始波形低通800Hz处理后的波形单击完成处理第三章现场测试技术波形分析移动到桩头位置单击鼠标左键定桩头，同时时间零点移动移动到桩底位置单击鼠标右键定桩底计算波速第三章现场测试技术波形分析定桩后出现的桩底类型选择界面单击选择桩底类型第三章现场测试技术波形分析定桩底后自动化出的模拟桩图形移动到认为有缺陷的位置单击鼠标左键确定缺陷位置计算出的缺陷位置第三章现场测试技术波形分析定缺陷位置后出现的缺陷类型选择界面单击确定缺陷类型单击确定缺陷程度第三章现场测试技术波形分析自动化出的缺陷示意图完整性的评价单击进入打印界面第三章现场测试技术波形打印点击打印后出的打印信息预览界面单击进行打印第三章现场测试技术波形打印打印确定后出来的打印提示，当分析完四根桩的波形后并都打印确定后打印机才开始输出第三章现场测试技术波形打印打印输出格式由设置界面中打印信息栏和打印高级设置决定选择打印的内容和输出方式指定每页打印几个波形第三章现场测试技术影响测试因素•现场干扰•传感器安装•桩周土第三章现场测试技术现场干扰•现场有重型机械在施工回产生振动干扰解决方案：建议在检测采样时停止•现场电压不稳造成干扰解决方案：建议仪器用电池供电或将仪器接地第三章现场测试技术传感器安装影响产生振荡调整传感器安装振荡消除解决方案：调整传感器安装使其紧粘桩头第三章现场测试技术桩侧土影响桩在空气中第三章现场测试技术桩侧土影响桩在空气中第三章现场测试技术桩侧土影响桩在土中第三章现场测试技术桩侧土影响桩在土中第三章现场测试技术桩侧土影响土层磨阻对桩底反射有衰减土层变化对应力波有影响硬土层变为软土层与缩颈信号相似软土层变为硬土层与扩颈信号相似解决方案：1.利用指数放大2.了解土层参数（或地质资料）第三章现场测试技术疑问解答Q：加速度计与桩面用什么方法耦合较好？A：由于桩面凹凸不平，且有砂石，再加上电缆线的拉作用，用黄油往往达不到好的耦合效果。在桩头滴少许502胶，再将指头大小、粘性较好的橡皮泥压入桩面，然后再将加速度计旋入橡皮泥，这样耦合就会好些。第三章现场测试技术疑问解答Q：脉冲频率或滤波频率较低队浅部缺陷判断有无影响？A：当桩身浅部有缺陷，其反射波的频率较高。若桩身深部也存在缺陷，其反射波在桩端面反后经浅部缺陷处又会产生反射。当脉冲频率或滤波频率较时，高频反射波部分会丢失，导致实测信号矢真，可能造成误判。所以建议尽量用高频信号来测桩，当遇到长桩时请用高频、低频相结合测试。第三章现场测试技术疑问解答Q：反向过冲较大是否信号较差？A：在实测信号中，我们往往会发现脉冲信号结束后有一个较大反向信号。导致反向过冲较大的因素较多，除了电缆线过长、电荷放大器电感及电容等参数不当、锤击点位置及锤击脉冲频率、传感器幅频及相频特性外，还有桩身阻抗变化影响，如：（1）当桩头部分混凝土强度较低时，应力波遇强度较高混凝土时会产生反向反射；（2）桩头附近波阻抗增大；（3）桩头附近波阻抗变小，由于锤击频率或滤波频率太低，高频成份被滤掉，此时，往往也会出现反向过冲这种现象。第三章现场测试技术疑问解答Q：离析、夹泥与缩径反射波信号有何区别？A：当桩身浅部有缺陷，其反射波的频率较高。若桩身深部也存在缺陷，其反射波在桩端面反后经浅部缺陷处又会产生反射。当脉冲频率或滤波频率较时，高频反射波部分会丢失，导致实测信号矢真，可能造成误判。所以建议尽量用高频信号来测桩，当遇到长桩时请用高频、低频相结合测试。第三章现场测试技术疑问解答Q：当检测信号是低频振荡衰减信号时，是何影响？A：当传感器安装正常时，检测信号呈低频振荡有可能：（1）桩端附近断裂，应力波在断裂处会多次反射，同时还会引起断裂部分振动，振动相当于弹簧、阻尼壶、质量块系统振动；（2）桩顶至以下一段距离混凝土疏松、强度较低，应力波传播至正常混凝土时会产生反射，反射波信号与入射波信号反相，反射波二次反射后，与入射波信号同相，这样，相邻反射波相位相反也就变成振荡衰减信号。第三章低应变检测影响因素目录