采用低应变动测技术检测桥梁钻孔灌注桩

低应变动力测桩的基本原理 目前,桩基低应变无损检测的方法较多,常用的方法为反射波法：其原理是通过锤击桩顶,应力脉冲以波的形式沿桩体传播,应力（速度）波在传播的过程中遇到桩体界面变化时,将表现为桩身阻抗变化而产生反射波,通过安装在桩顶的传感器接收波的变化,从而判断桩身缺陷的性质桩身缩径、桩身断裂、离析、桩身扩径。目前,较常用的主要仪器设备是美国PDI公司生产的PIT低应变桩身完整性检测仪。     

桩底土与桩相互作用的模型试验研究

选用黄河砂子、南疆盐渍土作为桩底土进行桩土相互作用的模型试验,应用回传射线矩阵法对不同压实状态下桩底土的刚度系数和阻尼系数进行拟合,建立桩顶反射速度波幅与入射速度波幅比随时间、阻尼系数和刚度系数的变化关系式.试验结果表明:土越密实,桩底刚度系数就越大,实测桩顶速度波时程曲线就越往下倾斜;桩底土层的分层层数和分层厚度对反射波产生很大影响.     

低应变反射波检测方法简介

适用范围 低应变反射波法是目前国内外使用最广泛的一种基桩无损检测方法,它集一维弹性波动理论对实测桩顶速度或加速度响应信号的时、频域特征来分析判定被检桩的桩身完整性,其中包括桩身存在的缺陷位置及其影响程度、桩端与持力层的结合状况。     

刚性支承桩纵向振动的半解析解

从三维轴对称土模型出发,考虑桩周土体的三维波动效应,对均质滞回材料阻尼土中完整端承桩在垂直协和激振力作用下的纵向振动特性进行分析,求解得到桩顶频域响应解析解、复刚度和速度导纳,利用卷积定理和傅里叶逆变换,求得半正弦脉冲激振力作用下桩顶速度导纳时域响应半解析解.     

刚性支承桩纵向振动的半解析解

从三维轴对称土模型出发,考虑桩周土体的三维波动效应,对均质滞回材料阻尼土中完整端承桩在垂直协和激振力作用下的纵向振动特性进行分析,求解得到桩顶频域响应解析解、复刚度和速度导纳,利用卷积定理和傅里叶逆变换,求得半正弦脉冲激振力作用下桩顶速度导纳时域响应半解析解.     

弹性支承桩纵向振动的半解析解

从三维轴对称土模型出发,考虑桩周土体的三维波动效应,对弹性支承条件下桩的纵向振动特性进行分析,求解得到桩顶频域响应解析解、复刚度和速度导纳;利用卷积定理和傅里叶逆变换,求得半正弦脉冲激振力作用下桩顶速度导纳时域响应半解析解。     

变阻抗桩纵向振动的半解析解

考虑桩周土体的三维波动效应,分析成层黏性材料阻尼土中桩顶受任意轴向激振力作用时变阻抗桩的纵向振动特性,求得桩顶频域响应解析解、复刚度和速度导纳,分析了底部土层模量变化和桩身阻抗变化对桩纵向振动特性的影响。     

变阻抗桩纵向振动的半解析解

考虑桩周土体的三维波动效应,分析成层黏性材料阻尼土中桩顶受任意轴向激振力作用时变阻抗桩的纵向振动特性,求得桩顶频域响应解析解、复刚度和速度导纳,分析了底部土层模量变化和桩身阻抗变化对桩纵向振动特性的影响。     

基于GTS的黏土中缩颈桩检测研究

利用GTS有限元分析软件,对黏土中的缩颈缺陷桩进行数值模拟,得到不同阻尼系数及在不同缺陷位置下的反射波曲线。对结果对比分析,总结出振幅比随缩颈桩缺陷变化的规律,以及缩颈桩的缺陷程度与波振幅比之间的关系,对于工程桩的检测具有重要的指导意义。     

均质土中半埋入完整桩的瞬态波动响应

基于回传射线矩阵法,研究均质土中半埋入完整桩在半正弦脉冲激振力作用下桩顶的频域及时域响应,并与全埋入完整桩作对比,进一步分析外露桩长、土性参数对桩顶速度导纳和反射波的影响．结果表明：半埋入完整桩的速度导纳有大波峰夹小波峰的特征循环,相邻大波峰之间频率差反映外露桩和入土桩的长度;桩侧土刚度越大,反射波曲线整体向下偏移量也越大．     

海洋环境中复合桩基水平方向波浪荷载研究

为研究承台淹没深度及波浪入射角对桩-承台复合基础水平方向波浪荷载的影响,以平潭海峡公铁两用大桥某复合基础为研究对象,通过求解RANS方程（Reynolds-averaged Navier-Stokes equation）和k-ε湍流模型,借助FLOW-3D软件建立了波浪与复合基础相互作用的三维数值模型.研究了承台淹没深度及波浪入射角对复合基础水平方向波浪荷载的影响,并给出了不同波浪入射角下复合基础水平方向波浪荷载幅值随承台淹没深度的变化曲线.研究结果表明:承台位于波峰与波谷之间时,复合基础所受波浪荷载较大,承台淹没深度为1倍承台高度时波浪荷载达到峰值;当波浪入射角定义为承台长轴线与波浪传播方向之间夹角时,复合基础所受波浪荷载随着波浪入射角增大,当波浪入射角达到90°时,波浪荷载最大,其值约为波浪入射角为0°时的1.4倍左右.      

整体式斜交桥中桥台钢桩地震响应

采用有限元分析软件SAP2000建立了某整体式斜交桥的三维结构模型，通过离散非线性弹簧单元模拟桥台-台后土以及H型钢桩-桩周土的土-结构相互作用，通过一系列双向地震作用下的非线性时程分析，研究了桩的朝向、桩周土刚度及桩头转动刚度对整体式斜交桥中H型钢桩地震响应的影响规律。研究结果表明:双向地震作用下，H型钢桩的横桥向位移显著大于纵桥向，且受桩朝向的影响更为明显，强、弱轴弯矩均呈正反双向分布，屈服面函数最大值一般位于桩顶，另一峰值则位于桩身2~4 m埋深处；钢桩绕强轴弯曲布置时，桩顶纵桥向位移相比绕弱轴弯曲时降低18.2%，但横桥向位移增大47.7%，桩顶处绕强轴弯矩增加约3.9倍，桩身反向强轴弯矩峰值降低67.0%，桩顶处绕弱轴弯矩基本不变，桩身反向弱轴弯矩峰值增加约1.0倍；随着桩周土刚度的降低，桩顶纵、横桥向位移增大，桩顶屈服面函数值降低，而桩身屈服面函数峰值增加，桩身更不易保持弹性；当桩头采用柔性连接时，桩顶纵、横桥向位移均增大，桩顶屈服面函数值降低，有利于保护桩头，而桩身屈服面函数峰值增加，当桩头转动刚度过低时甚至可能大于桩顶刚度，导致桩身在罕遇地震作用下先进入塑性。      

动测法在桥梁桩基检测中的应用

通过分析超声波透射法和低应变反射法这2种动测法的基本原理,探讨其各自的优缺点;结合桩基完整性检测实践,研究发现影响超声法波形数据的外部因素有：声测管偏斜、声测管接头,影响低应变法波形数据采集的外部因素有：传感器、激振方式、桩头、桩周土。根据工程实例并结合钻芯芯样对这2种方法的检测效果进行了研究,认为在条件许可的情况下,可将这2种方法结合起来进行分析以减小其检测的局限性。