基桩低应变反射波法检测中应力波衰减的分析分析

《基桩低应变反射波法检测中应力波衰减的分析分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第一章绪论1．1前言建筑物的全部荷载是加于其下部结构⋯基础结构，并通过基础结构将荷载传递给地基来承受的。因此基础结构是建筑物的根基，直接关系着建筑物的安危。实践证明建筑物事故的发生多数是由于基础结构质量问题而引起的，足以看出基础工程的重要性。随着我国工程建设事业的蓬勃发展，桩基础被广泛地运用在高层建筑、重型厂房、桥梁、港口码头、海上采油平台以至核电站等工程中。无论是在地震区、湿陷性黄土地区、软土地区、膨胀土地区还是冻土地区，桩基础都是一种极为有效的、且安全可靠的基础形式。特别是在长期受动力作用的机器基础及其邻近的厂房

2、柱基，为了保证机器能正常运转，减少基础的振动，防止柱基的振动沉陷的情况下，相比于其他形式的基础，桩基础的优势体现的非常明显。而且随着高层建筑的层高增加，或结构体型复杂、层数相差悬殊的建筑以及地下空间的开发利用越来越广泛，桩基础慢慢的成为许多建筑物的首选或必选基础形式。据不完全统计，目前我国每年的用桩量近300万根Ⅲ。尤其是灌注桩得到了大量的使用，是高层建筑最常用的基础形式之一。桩基础的施工是具有高度隐蔽性的，其中某一环节处理不当，都可能形成桩基缺陷，缺陷的存在必将影响桩的工作性能。同时由于我国地质条件复杂，桩基工程因

3、受岩土工程条件、基础与结构设计、桩土体系相互作用、施工以及专业计算水平和经验等关联因素的影响而具有复杂性。因此，无法采用简单、直观的方法对其质量进行检测，且受施工工艺等多方面影响，其质量较难保证。从影响施工进度和工程安全考虑，如何快速、准确地检测桩基质量成为桩基行业内所关自的重要问题。综上所述，基桩状况的准确测试对于各类建筑物基础乃至上部结构的设计起着举足轻重的作用。如果不能准确的判断出缺陷的类型、测出缺陷的位置及程度，采取补救措施，必然给建筑物造成事故隐患，使国民经济遭受损失。但是，相对于缺陷的类型和位置，缺陷的定

4、量分析更为重要。只有准确的知道桩的缺损程度，才能确定其对桩基承载能力的影响程度，以便对桩做出整体评价，采取合理的补广东T业大学T学硕}：学位论文救措施。所以，桩身结构的完整性和承载力检测对桩基工程而言更具有极为重要的意义。以往工程界主要是依靠静载试验来确定单桩和群桩的承载力，而对灌注桩施工质量的检测采用过钻孔取芯法、超声波法、射线法。静载试验、钻孔取芯法等方法耗资费时，而且由于测试的桩数较少而难以对整个工程质量做出全面的评价。因此，国内外工程界一直寻找一种快速、简洁、方便、可靠的测试方法。桩基的动测技术就是在这种背景

5、下提出和发展起来的反射波法是桩基的动测技术中一种动测方法，具有操作简单、快速及经济等多方面优点，是目前桩基质量检测规范首推的桩身完整性检测方法。作为一种普查手段，可以大量进行抽样，使其检测结果具有较高的可靠度。1．2动测技术的概况和发展现状1．2．1桩基完整性检测技术在国外的应用和发展早在一百多年以前就有一人假定桩为刚体模型，根据牛顿碰撞定律导出动力打桩公式，通过锤击能量、贯入度和一些经验常数估算单桩承载力。实际上桩可视为土中的弹性杆件，打桩过程是弹性应力波传播的过程。1865年VenantSaint提出一维波动方程

6、问题口1，本世纪30年代曾有人引入波动方程，研究了杆件内应力波的传播，但是数学求解复杂，无法用于解决工程实际。1930年HileyA．研究成功的打桩公式法成为较早的动力测桩方法，它是通过建立锤击(动荷载)与贯入度的关系式来确定桩的承载力。1931年伊萨克斯(IsaacsD．V)首先提出桩顶受到冲击后，冲击能量是以波动形式传至桩底，因此可用一维波动方程来描述H11932年福克斯(FoxE．N．)作了许多简化假定后，对打桩过程进行了粗略的分析，得出了用于打桩分析的波动方程解答㈣1936年KanschinA．A．和Plut

7、alowA．A．在第一届国际土力学岩土工程大会上发表一篇文章，基于弹性波动理论提出新的打桩分析方程呻1949年LeslieJ．R．和ChessmanW．J．在美国混凝上协会杂志上发表“超声波在混凝上结构破裂退化中的应用研究"，使得检测有缺陷的各向异性非弹性材2第一章绪论料完整性有所发展口，1960年史密斯(SmithE．A．)发表了“打桩分析的波动方程"这一著名论文，提出了波动方程在桩基中应用的差分数值解法口1，把锤一桩一土系统简化为质量块、弹簧和阻尼器模型，用电子计算机进行迭代运算，从而使波动方程打桩分析进入实用阶

8、段。波动方程应用到动测技术的一类方法是将桩作为连续的弹性杆，对边界条件作适当处理简化后直接对波动偏微分方程积分求解。丹麦土业大学的HansenB．等发表了这方而的研究成果；荷兰建筑材料与结构研究所(TNO)的KotenV．也在简化假定的条件下利用线性代换和阶跃函数，得出了无限长桩在锤击下考虑桩侧阻力对应力波起衰减作用的闭合解。20世纪70年代初