低應(yīng)變檢測原理

1、第一章 基本概念及檢測原理第二章 檢測系統(tǒng)第三章 現(xiàn)場檢測技術(shù)第四章 實(shí)測波形匯編第一節(jié) 應(yīng)力波基本概念第二節(jié) 應(yīng)力波在樁中的傳播第三節(jié) 低應(yīng)變的檢測原理應(yīng)力波基本概念應(yīng)力波：當(dāng)介質(zhì)的某個(gè)地方突然受 到一種擾動(dòng)，這種擾動(dòng)產(chǎn)生的變形會(huì)沿著介質(zhì)由近及遠(yuǎn)傳播開去，這種擾動(dòng)傳播的現(xiàn)象稱為應(yīng)力波。波阻抗：密度；C：應(yīng)力波速；A：樁橫截面積。一維直桿：d1D-2D），波振面才近似為平面。此時(shí)手錘錘擊樁端認(rèn)為是應(yīng)力波在一維桿件中豎直方向傳播 一維桿應(yīng)力波波動(dòng)方程方程：022222xuctu0EC其物理意義就是應(yīng)力波在樁身中的傳播速度。u應(yīng)力波在自由端完整樁中的傳播應(yīng)力波在自由端完整樁中的傳播TV入射波與反射

2、波同相應(yīng)力波在自由端完整樁中的傳播樁在自由端樁底反射，與入射波同相應(yīng)力波在固定端完整樁中的傳播應(yīng)力波在固定端完整樁中的傳播TV入射波與反射波反相應(yīng)力波在固定端完整樁中的傳播TVL樁嵌巖樁底反射，與入射波反相應(yīng)力波在波阻抗減小樁中的傳播應(yīng)力波在波阻抗減小樁中的傳播TVL樁截面減小入射波與反射波同相樁底反射應(yīng)力波在波阻抗減小樁中的傳播TVL樁縮徑縮徑反射，與入射波同相擴(kuò)徑反射，與入射波反相樁底反射應(yīng)力波在波阻抗增大樁中的傳播應(yīng)力波在波阻抗增大樁中的傳播TVL樁截面增大并嵌巖擴(kuò)徑反射，與入射波反相樁底反射，與入射波反相應(yīng)力波在波阻抗增大樁中的傳播TVL樁擴(kuò)徑擴(kuò)徑反射，與入射波反相縮徑反射，與入射波同

3、相樁底反射，與入射波同相TVLL1L2T1T2T3T4整樁平均波速C：C=2L（T4T1）擴(kuò)徑位置L1：L1=C（T2T1）2擴(kuò)徑范圍（L2L1）：（L2L1）= C（T3T2）2檢測原理利用應(yīng)力波在樁中傳播時(shí)，當(dāng)樁身的波阻抗發(fā)生變化會(huì)產(chǎn)生反射的原理，通過分析反射波的幅值、相位、到達(dá)時(shí)間，得出樁缺陷的大小、性質(zhì)、位置等信息，最終對樁基的完整性給予評價(jià)。樁底截面發(fā)生變化夾泥離析混凝土質(zhì)量變化土層變化引起反射波的原因低應(yīng)變所能檢測到的現(xiàn)象低應(yīng)變不能檢測到的現(xiàn)象低應(yīng)變檢測的優(yōu)點(diǎn)快速檢測方法（50-200根/日）準(zhǔn)備簡便操作簡單經(jīng)驗(yàn)豐富低應(yīng)變檢測的局限不能提供單樁承載力對小缺陷靈敏度不高無法檢測樁底沉

4、渣第一節(jié) 傳感器第二節(jié) 采集儀器第三節(jié) 軟件簡介速度傳感器加速度傳感器RSM24FD分體機(jī)RSM24FDN一體機(jī)主操作界面 設(shè)置界面 打印高級設(shè)置界面 波形處理界面 打印信息預(yù)覽界面第一節(jié) 檢測流程第二節(jié) 影響測試的因素第三節(jié) 疑問解答第一步 樁頭處理第二步 儀器連接第三步 傳感器安裝第四步 程序設(shè)置第五步 手錘錘擊第六步 信號(hào)采集第七步 信號(hào)分析第八步 結(jié)果打印鑿掉浮漿打磨平整樁頭干凈干燥 分體機(jī)交流電源接線分體機(jī)后面板接線加速度傳感器連接速度傳感器連接一體機(jī)速度傳感器連接傳感器放置距樁心2/3 3/4R處且安裝位置要求平整盡可能使傳感器垂直與樁頭平面?zhèn)鞲衅黢詈宵S油耦合橡皮泥耦合口香糖耦合使

5、傳感器與樁頭粘合在一起，要求越緊越好在開始檢測之前必須根據(jù)不同樁的情況對程序進(jìn)行設(shè)置，下面給出一個(gè)例子來學(xué)習(xí)整個(gè)的檢測過程的軟件操作，注意：以下只講解了在檢測過程中常用的功能，其他功能及程序中出現(xiàn)的參數(shù)請仔細(xì)閱讀軟件操作說明書，這里不一一詳細(xì)說明。進(jìn)入主操作界面后，點(diǎn)擊設(shè)置按鍵進(jìn)入設(shè)置界面單擊設(shè)置進(jìn)入設(shè)置界面樁長=12米；混凝土標(biāo)號(hào)：C30；樁徑：1米 用速度傳感器進(jìn)行檢測儀器與筆記本電腦通訊速率，586以上請選57600儀器與筆記本電腦通訊口設(shè)置，視電腦串口設(shè)置而定，有COM1-6供選外接傳感器設(shè)置，請與傳感器接的通道和類型一致預(yù)設(shè)樁長預(yù)設(shè)波速：C25：3300C30：3600C35：380

6、0C20：3000單擊進(jìn)入主操作界面手錘垂直與樁面，錘擊點(diǎn)平整，錘擊干脆，形成單擾動(dòng)打開采集儀開關(guān)，點(diǎn)擊主操作界面的“采樣”按鍵屏幕出現(xiàn)彩色滾動(dòng)條，儀器進(jìn)入采樣等待狀態(tài)，此時(shí)用手錘敲擊，信號(hào)將顯示在屏幕上，完成第一次采集。按前次操作完成第二次采集完成第三次采樣當(dāng)三次采集的波形基本一致，樁底清晰，請點(diǎn)擊“存盤”按鍵進(jìn)行波形的存儲(chǔ)。鍵入文件名稱單擊完成保存此時(shí)已完成一根樁的現(xiàn)場測試樁頭的處理平整傳感器安裝緊密采集完數(shù)據(jù)存盤選文件夾選文件名單擊完成讀取單擊進(jìn)入處理界面原始波形低通800Hz處理后的波形單擊完成處理移動(dòng)到樁頭位置單擊鼠標(biāo)左鍵定樁頭，同時(shí)時(shí)間零點(diǎn)移動(dòng)移動(dòng)到樁底位置單擊鼠標(biāo)右鍵定樁底計(jì)算波

7、速定樁后出現(xiàn)的樁底類型選擇界面單擊選擇樁底類型定樁底后自動(dòng)化出的模擬樁圖形移動(dòng)到認(rèn)為有缺陷的位置單擊鼠標(biāo)左鍵確定缺陷位置計(jì)算出的缺陷位置定缺陷位置后出現(xiàn)的缺陷類型選擇界面單擊確定缺陷類型單擊確定缺陷程度自動(dòng)化出的缺陷示意圖完整性的評價(jià)單擊進(jìn)入打印界面點(diǎn)擊打印后出的打印信息預(yù)覽界面單擊進(jìn)行打印打印確定后出來的打印提示，當(dāng)分析完四根樁的波形后并都打印確定后打印機(jī)才開始輸出打印輸出格式由設(shè)置界面中打印信息欄和打印高級設(shè)置決定選擇打印的內(nèi)容和輸出方式指定每頁打印幾個(gè)波形現(xiàn)場干擾傳感器安裝樁周土現(xiàn)場有重型機(jī)械在施工回產(chǎn)生振動(dòng)干擾 解決方案：建議在檢測采樣時(shí)停止現(xiàn)場電壓不穩(wěn)造成干擾 解決方案：建議儀器用電

8、池供電或?qū)?儀器接地 產(chǎn)生振蕩調(diào)整傳感器安裝振蕩消除解決方案：調(diào)整傳感器安裝使其緊粘樁頭樁在空氣中樁在空氣中樁在土中樁在土中土層磨阻對樁底反射有衰減土層變化對應(yīng)力波有影響 硬土層變?yōu)檐浲翆优c縮頸信號(hào)相似 軟土層變?yōu)橛餐翆优c擴(kuò)頸信號(hào)相似解決方案： 1. 利用指數(shù)放大 2. 了解土層參數(shù)（或地質(zhì)資料）Q：加速度計(jì)與樁面用什么方法耦合較好？A：由于樁面凹凸不平，且有砂石，再加上電纜線的拉作用，用黃油往往達(dá)不到好的耦合效果。在樁頭滴少許502膠，再將指頭大小、粘性較好的橡皮泥壓入樁面，然后再將加速度計(jì)旋入橡皮泥，這樣耦合就會(huì)好些。Q：脈沖頻率或?yàn)V波頻率較低隊(duì)淺部缺陷判斷有無影響？A：當(dāng)樁身淺部有缺陷，

9、其反射波的頻率較高。若樁身深部也存在缺陷，其反射波在樁端面反后經(jīng)淺部缺陷處又會(huì)產(chǎn)生反射。當(dāng)脈沖頻率或?yàn)V波頻率較時(shí)，高頻反射波部分會(huì)丟失，導(dǎo)致實(shí)測信號(hào)矢真，可能造成誤判。所以建議盡量用高頻信號(hào)來測樁，當(dāng)遇到長樁時(shí)請用高頻、低頻相結(jié)合測試。Q：反向過沖較大是否信號(hào)較差？A：在實(shí)測信號(hào)中，我們往往會(huì)發(fā)現(xiàn)脈沖信號(hào)結(jié)束后有一個(gè)較大反向信號(hào)。導(dǎo)致反向過沖較大的因素較多，除了電纜線過長、電荷放大器電感及電容等參數(shù)不當(dāng)、錘擊點(diǎn)位置及錘擊脈沖頻率、傳感器幅頻及相頻特性外，還有樁身阻抗變化影響，如：（1）當(dāng)樁頭部分混凝土強(qiáng)度較低時(shí)，應(yīng)力波遇強(qiáng)度較高混凝土?xí)r會(huì)產(chǎn)生反向反射；（2）樁頭附近波阻抗增大；（3）樁頭附近波阻抗變小，由于錘擊頻率或?yàn)V波頻率太低，高頻成份被濾掉，此時(shí)，往往也會(huì)出現(xiàn)反向過沖這種現(xiàn)象。Q：離析、夾泥與縮徑反射波信號(hào)有何區(qū)別？A：當(dāng)樁身淺部有缺陷，其反射波的頻率較高。若樁身深部也存在缺陷，其反射波在樁端面反后經(jīng)淺部缺陷處又會(huì)產(chǎn)生反射。當(dāng)脈沖頻率或?yàn)V波頻率較時(shí)，高頻反射波部分會(huì)丟失，導(dǎo)致實(shí)測信號(hào)矢真，可能造成誤判。所以建議盡量用高頻信號(hào)來測樁，當(dāng)遇到長樁時(shí)請用高頻、低頻相結(jié)合測試。Q：當(dāng)檢測信號(hào)是低頻振蕩衰減信號(hào)時(shí)，是何影響？A：當(dāng)傳感器安裝正常時(shí)，檢測信號(hào)呈低頻振蕩有可