反射应力波曲线特征与桩身缺陷浅析

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1、公路交通技术2013年2月第1期TechnologyofHighwayandTranspoaFeb．2013No．1反射应力波曲线特征与桩身缺陷浅析石庆凡，田世清(重庆桥都桥梁技术有限公司，重庆401329)摘要：低应变反射波法_】是通过分析反射应力波速度量的变化来判断桥梁基桩缺陷类型、程度和位置。对不同缺陷桩的反射应力波特征进行分析归纳，介绍低应变反射波法用于检测基桩的局限性，对判断桩身缺陷有一定参考。关键词：反射应力波；波阻抗变化；桩缺陷文章编号：1009—6477(2013)01—0065—04中图分类号：U

2、443．15文献标识码：AAnalysisforFeaturesofReflectiveStressWaveCurvesandPileDefectsSHIQingfan，TIANShiqingAbstract：Thelowstrainreflectedwavemethod㈣judgestypes，degreesandpositionsoffoundationpiledefectsofbridgesbyanalyzingvelocityofreflectedstresswaves．，I11ispaperanalyze

3、sandconcludesfeaturesofreflectedstresswavesofdifferentpiledefectsandintroduceslimitationofthelowstrainreflectedwavemethodappliedfordetectionoffoundationpiles，providingacertainreferenceforjudgmentofpiledefects．Keywords：reflectedstresswave；waveimpedancechange；pi

4、ledefect下2段桩的材料密度；C、C2分别为波阻抗变化截面1基本理论上下2桩段的弹性波速；A、A分别为波阻抗变化截基桩动测技术是以应力波理论_3为基础发展面上下2段桩的横截面积。起来的。当介质的某个地方突然受到扰动时，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2波阻抗变化界面的反射波特征分析播现象称为应力波。在桩顶，锤击激发的应力波是式(4)反映了反射应力波与入射应力波之间的关压缩扰动，其传播特点是：扰动引起的介质微粒(质系，现举例进行计算分析。点)运动方向与波的传播方向一致，这种类型的应力设某基桩

5、波阻抗为4000(kN·s／m)，桩底持力波属于纵波。纵波沿桩身向下传播，当遇到波阻抗明层波阻抗由0～5000(kN·s／m)变化，波阻抗变化引显变化的界面时，就会发生反射，反射应力波的速度起的反射应力波系数值见表1。量由下式确定：由表1数据可看出，反射应力波相位与一差R=一’值的正负相关，幅值与波阻抗的变化量正相关。，(1)桩界面上下段波阻抗相差越大，反射系数F就越F=，(2)大，所测到的反射波就越明显，由此可定性判断缺陷ZI程度。现结合桩的典型缺陷情况分析如下。nn：一Z一：A2。。(I3j)，2P—C—1)完

6、好桩。22根据式(1)一(3)可推导出：桩的质量和完整性都无变化，波阻抗不变。此时，Z=z：，F=0，即无反射波，全部应力波均透射过‘。(4)界面传至下段。式中，为反射应力波速度量；v／为人射应力波速度2)摩擦桩。量；F为反射系数；／Z为阻抗比；Z、Z2分别为上下27当Z>z：时，反射系数>0，反射应力波与段桩的特征波阻抗；J9。、P分别为波阻抗变化截面上收稿日期：2012—08—17作者简介：石庆凡(1972一)，男，四川省邻水县人，专科，工程师公路交通技术20l3年表1反射系数与波阻抗差值的关系较乱，甚至找不出

7、明显的同相和反相子波。几种有缺陷桩的反射波示意见图2。(a)摩擦桩(b)桩底沉渣(c)桩底基岩图1摩擦桩、嵌岩桩、桩底沉渣反射波示意入射应力波同相。≥随zz变小而变大，反射应【a)至嗣(b)罔们图2空洞、离析桩反射波示意力波幅值随Z变小而变大。6)缩径。3)端承桩和嵌岩桩。当桩身出现缩径时，在缩径上界面，其面积A>当Z。>z：时，随着Z逐渐增大，反射应力波幅值逐渐变小；当Z。=Z时，应力波将全透射而不发A：，则z。>z：，l1-22>0，反射应力波与初始入射应力生反射；当Z2>z，时，<0，此时桩底反射应力波同相；

8、在缩径下界面,Zl