基于动刚度在基桩动测中的应用

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1、华中科技大学硕士学位论文动刚度在基桩动测中的应用姓名：张维维申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王雪峰20090526华中科技大学硕士学位论文摘要反射波法是基于时域分析的一种基桩低应变检测方法，因其测试简便、成本低廉、结果直观而被广泛应用于基桩动测。但实际工程中由于测试条件、测试技术等方面的原因，反射波法也存在着不可避免的局限性，在这种情况下就需要补充频域分析或者其他检测方法以防发生误判。机械阻抗法是一种以频域分析为主的低应变检测方法，分为瞬态机械阻抗法和稳态机械阻抗法。其中稳态机械阻抗法可以通过导纳幅频曲线的形态、实测导

2、纳值、实测动刚度、测量桩长、实测桩身平均波速等因素判断桩身完整性。本文旨在研究稳态机械阻抗法中动刚度在桩身完整性评价中的应用。基于稳态机械阻抗法测桩原理，本文选用ABAQUS有限元分析软件，在考虑桩周土体作用下，进行了基桩动态谐响应的仿真分析。首先，简单介绍了稳态机械阻抗法的基本原理、理想完整桩的导纳曲线及其特征、机械阻抗法频域分析判断理论等基本理论。接着，详细介绍了桩身动刚度在导纳曲线上的取值，并与经验值进行了对比以验证该取值的准确性。然后，详细分析了各种桩土参数（包括桩身混凝土等级、阻尼比、桩长、桩径、桩端土参数、桩侧土参数

3、、成层土的分布等）对桩身动刚度值的影响。最后，讨论了动刚度在判断桩身缺陷类型、缺陷程度应用，同时讨论了缺陷位置改变对桩身动刚度的影响。本文的计算模型考虑了桩周土及桩身阻尼效应，所得结论对机械阻抗法在基桩完整性检测中的应用有实际的指导意义。关键词：频域分析；机械阻抗法；导纳幅频曲线；动刚度；基桩完整性I华中科技大学硕士学位论文AbstractBasedontimedomainanalysis,thereflectedwavemethodiswidelyusedinlowstraindynamictestingofpilesbeca

4、useofitsconvenienttest,lowcostandvisualresults.However,inpracticalproject,ithasinevitablelimitationduetoitstestingconditionandtechnology,etc.Therefore,inthatcase,itisnecessarytoaddfrequencydomainanalysisorothermethodsinordertoavoidmisjudgment.Mechanicalimpedancemetho

5、disonesuchlowstraindynamictestingmethodofpilesbasedonfrequencydomainanalysis,includingtransientandstablemechanicalimpedancemethod.Thelattercanestimatepileintegritythroughmanyfactors,suchastheshapeofadmittance-frequencycurves,actualadmittance,dynamicstiffness,measured

6、lengthandaveragewavevelocityofpileandsoon.Amongtheabovefactors,theapplicationofdynamicstiffnessisdiscussedinthefieldofpileintegrityevaluationinthisthesis.Onthebasisofthepiletestingtheoryofstablemechanicalimpedancemethod,theanalysisofpiledynamicharmonicresponseissimul

7、atedinthethesis.Theeffectofpile-surroundingsoilisconsideredinthesimulation,bymeansoffiniteelementsoftwarenamedABAQUS.Itisarrangedasfollows:Firstly,relevanttheoreticalknowledgeisbrieflyintroduced,includingthefundamentalprincipleofstablemechanicalimpedancemethod,featur

8、esofadmittancecurvesforidealintegratepiles,andjudgmenttheoryformechanicalimpedancemethodonthebasisoffrequencydomainanalysis,etc.Sec