论文摘要
本文首先介绍了低应变桩基检测的研究方法,以及有限元和有限差分理论在弹性波求解方面的研究进展。在研究弹性波在介质中传播的性质和不同边界条件对弹性波传播的影响的基础上,建立起三维弹性波传播的桩-土数学模型,并用有限元进行求解、仿真。在模型中设置了不同的缺陷参数和不同的信号接收点,以分析不同情况下弹性波信号样本的振动特征。本文主要工作如下;1.对弹性波在桩-土中传播的相关理论进行研究,并建立了三维弹性波传播的桩-土数学模型。将圆柱形、半球形、球形等多种几何参数形体应用于桩-土模型中;对自由面、不同介质交界面、孔洞及人工边界的边界条件进行了合理设置;2.对弹性波在桩-土中的传播模型进行有限元理论变分并给出了求解的具体步骤及实现方式;讨论了不同的边界处理方法,最终得到信号的数值模拟仿真样本;3.在模型中设置了不同的缺陷参数和不同的信号接收点,以得到不同参数下的信号样本并分析其振动特征;将信号进行比较,分析不同缺陷参数和接收点位置对信号振动特征的影响;4.在综合考虑运算时间和计算精度两个因素的情况下讨论不同规模的模型对仿真信号的影响程度,获得了模型几何参数设置的最优范围。本文的研究成果对桩基应力波实地检测信号的分析具有一定程度的参考意义,对桩基应力波检测的模拟仿真发展起到一定的推动作用。