低應(yīng)變樁基檢測數(shù)值模擬研究及多缺陷小波分析.pdf

1、隨著我國建筑工程事業(yè)的蓬勃發(fā)展，樁基礎(chǔ)已成為一種重要的基礎(chǔ)形式。但是許多機(jī)械成孔的混凝土灌注樁常出現(xiàn)縮頸、離析、斷裂等缺陷，影響樁基承載力及上部結(jié)構(gòu)的安全，嚴(yán)重者甚至使基樁失去承載能力。因此，樁基的完整性檢測是工程界十分關(guān)心的問題。低應(yīng)變反射波法是目前最常用的樁基完整性檢測法，資料分析方法主要靠時(shí)域圖和頻域圖直觀分辨，定性評價(jià)，很多情況下其精度和可靠性不能滿足工程需要。為改進(jìn)目前存在的一些問題，本文采用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場測試相結(jié)合

2、的方法。研究內(nèi)容和研究成果主要包括以下幾個方面：
　　(1)在數(shù)值模擬方面，本文利用ANSYS/LS-DYNA軟件建立樁基檢測模型。發(fā)現(xiàn)用它得到的反射波信號比使用ABAQUS軟件得到的信號包含的干擾信號較少，從而使用它能更加準(zhǔn)確地判斷樁長和缺陷的位置。為了能對現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)進(jìn)行很好地處理，根據(jù)MATALB中圖形用戶界面GUI的設(shè)計(jì)原則和一般制作步驟編制出一道低應(yīng)變反射波法樁基檢測數(shù)據(jù)分析軟件。該軟件除了能夠求出速度時(shí)程曲線、速度幅頻

3、圖以及對信號進(jìn)行濾波處理外，它的主要特色包括：把所有的處理結(jié)果都放在一個界面內(nèi)顯示，從而使界面更加友好；可以對某測點(diǎn)檢測得到的加速度時(shí)程曲線疊加求平均（對不理想的信號可以直接刪除后求平均），這樣可以降低信號的信噪比；在幅頻圖的基礎(chǔ)上求出倒頻譜圖，從而為準(zhǔn)確地判斷樁長和缺陷的位置提供依據(jù)。
　　(2)通過改變樁長、樁徑、彈性波速、落錘高度、錘子材料和樁土阻尼系數(shù)六個參數(shù)的值，除了得到它們與樁底反射波振幅之間的定性關(guān)系外，研究還發(fā)現(xiàn)了

4、它們與頻率之間的定性關(guān)系，利用它們可以為實(shí)際工程中準(zhǔn)確地判斷樁長及缺陷的位置和類型提供可靠的依據(jù)。
　　(3)為了解決目前存在的利用時(shí)域圖和頻域圖的直觀分辨不能準(zhǔn)確地判斷樁身多缺陷的位置和類型這個問題，本文通過在MATLAB小波工具箱中選擇比較合適的小波基函數(shù)對用數(shù)值模擬得到的多缺陷樁基檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行小波變換，發(fā)現(xiàn)從變換后得到的時(shí)－頻細(xì)節(jié)信息和小波系數(shù)線及其最大值中可以得到反映樁身中應(yīng)力波傳播的更多有用信息，消除了由實(shí)測信號直接讀取