应力波反射法基桩完整性检测结果影响因素及对策

论文摘要

随着基础建设的迅速发展,基桩被大量应用于各种建设中,然而基桩质量带来的工程问题也越来越多,因此,采用有效的检测手段对基桩质量进行检测,避免工程事故发生是十分必要的。目前国内基桩完整性测试工作中,应力波反射法应用最为普遍,因该方法具有轻便、快速、经济等优点。但是由于应力波反射法理论本身的局限性以及桩土系统相互作用的复杂性,该方法受很多因素的影响,只有在详细了解了检测结果的影响因素后才能提出相应的对策。本文首先介绍了应力波反射法的理论基础——一维波动理论,接着分析了反射波法的检测技术和方法,以检测过程为线索逐步分析检测结果的影响因素并提出了相应对策。最后基于ANSYS有限元分析软件建立了三维立体模型进行模拟,分析了部分影响因素会对检测结果产生何种影响,验证相关对策的准确性。第一,模拟了完整桩的速度波形,根据理论分析得出ANSYS模拟的真实性;第二,模拟了传感器安装点不同对速度波形影响,验证了对于实心桩传感器安装在距离桩中心点2/3R处测试效果最好;第三,模拟了改变加载面积和大小对速度波形的影响,说明检测时适当加大加载面积和大小可以得到较好的检测结果;第四,模拟了激振锤选择的不同对速度波形的影响,说明检测时适当改变激振锤的类型可以得到较好的检测结果;第五,模拟了扩径、缩径、离析、断裂四中缺陷桩的速度波形,总结出各种缺陷桩的波形特点和分析要点,并比较了各种缺陷桩中桩周土对速度波形的影响;最后,模拟了离析桩滤波后的速度波形。本文的研究对基桩完整性检测将具有一定的指导作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究意义
• 1.2 基桩检测在国外的研究现状和发展
• 1.3 基桩检测在国内的研究现状和发展
• 1.4 低应变动力检测方法分类及简介
• 1.4.1 反射波法
• 1.4.2 机械阻抗法
• 1.4.3 声波透射法
• 1.5 本章小结
• 第2章 应力波反射法的基本理论
• 2.1 一维波动方程
• 2.2 一维波动方程的解
• 2.3 阻抗理论
• 2.3.1 应力与质点运动速度的关系
• 2.3.2 应力波的相互作用
• 2.3.3 不同阻抗界面的反射与透射
• 2.4 本章小结
• 第3章 检测结果影响因素分析及对策
• 3.1 检测技术与方法
• 3.1.1 激振器
• 3.1.2 传感器
• 3.1.3 桩基分析仪
• 3.2 影响因素
• 3.2.1 测试时间的选择
• 3.2.2 测试前资料的收集
• 3.2.3 桩头的处理
• 3.2.4 检测点和激振点的选择
• 3.2.5 传感器的选择与安装
• 3.2.6 激振锤的选择
• 3.2.7 激振操作
• 3.2.8 检测参数的设置
• 3.2.9 波形分析
• 3.3 对策
• 3.4 本章小结
• 第4章 应力波反射法有限元数值模拟分析
• 4.1 有限元法简介
• 4.1.1 有限元法的要点与特性
• 4.1.2 波动有限元求解法方法
• 4.2 ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件简介
• 4.2.1 LS-DYNA显示动力分析的基本概念
• 4.2.2 LS-DYNA单元特性
• 4.3 桩身缺陷类型及波形特点
• 4.3.1 桩身完整性分类
• 4.3.2 不同缺陷反射波波形特点
• 4.4 应力波反射法有限元计算模型
• 4.4.1 模拟计算中各种参数的选取
• 4.4.2 模型的细节处理
• 4.5 计算结果分析
• 4.5.1 有限元结果真实性研究
• 4.5.2 桩顶面不同接收点对反射波的影响
• 4.5.3 加载面积和加载大小对反射波的影响
• 4.5.4 激振锤的选择对反射波的影响
• 4.5.5 各种缺陷桩反射波形特点
• 4.5.6 滤波的影响
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历