低应变检测课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《低应变检测课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 应变 检测 课件
- 资源描述:
-
1、低应变反射波法低应变反射波法基桩完整性检测技术基桩完整性检测技术1最新课件第三章第三章 反射波法检测技术反射波法检测技术1 1 声学基础声学基础1.11.1反射波的基本原理反射波的基本原理 在桩顶进行竖向激振,弹性波沿着桩身向下传播,在桩身存在明显波阻抗界面(如桩底、断桩或严重离析等部位)或桩身截面积变化(如缩径或扩径)部位,将产生反射波。反射波经接收、放大、滤波和数据处理,可识别来自桩身不同部位的反射信息。据此计算桩身波速、判断桩身缺陷的程度及位置。2最新课件1.1 波阻抗界面的反射与透射 如介质是不连续的,存在界面 n 介质的波阻抗Z1Z2 纵波P垂直入射到界面n时,产生垂直向上的反射波R
2、 还有垂直的透过波T 3最新课件 4最新课件 5最新课件 EVB1.2 1.2 一维杆件一维杆件6最新课件1.3 一维杆的声速与无限体声速间的关系一维杆的声速与无限体声速间的关系 一维杆的声速一维杆的声速 无限体的声速无限体的声速 一般桩身混凝土的泊桑比一般桩身混凝土的泊桑比(0.20.20.250.25)V Vp p=(1.05=(1.05 1.1)V1.1)VB B V VB B=(0.9=(0.9 0.95)V0.95)Vp p这是超声波所测声速大于反射波所测声速的原因这是超声波所测声速大于反射波所测声速的原因EVB)21)(1()1(EVP7最新课件 入射的半球面波有一些是入射的半球面
3、波有一些是斜入射的,根据折射定律斜入射的,根据折射定律,在桩身侧面将产生折射纵波,在桩身侧面将产生折射纵波PPPP和和折射横波折射横波PSPS,使一部分能量由桩身,使一部分能量由桩身折射扩散进入地层。折射入地层的折射扩散进入地层。折射入地层的能量与斜入射的折射系数能量与斜入射的折射系数 R RT T 有关有关(注:上式中的注:上式中的即图中的即图中的 ;式中的式中的t t即图中的即图中的2 2)tTCOSZCOSZCOSZR12221.4 1.4 桩土体系内声波传播规律桩土体系内声波传播规律8最新课件1.5 1.5 桩底及缺陷的反射波桩底及缺陷的反射波9最新课件tL摩擦桩桩底反射tL嵌岩桩桩底
4、反射tL缩径类缺陷反射tL扩径类缺陷反射10最新课件tL扩径多次反射11最新课件2.1 2.1 参数设置中应注意的问题参数设置中应注意的问题 A A 工程信息设置工程信息设置 工程名称、检测单位、检测日期工程名称、检测单位、检测日期 桩号、桩长、桩径、桩号、桩长、桩径、波速、桩型、灌桩工艺波速、桩型、灌桩工艺 B B 参数设置:参数设置:传感器类型传感器类型:速度型、加速度型速度型、加速度型 激振器:冲击锤、力锤(带传感器的锤)激振器:冲击锤、力锤(带传感器的锤)2.2.现场检测技术要点现场检测技术要点12最新课件采样间隔、采样点数:采样间隔、采样点数:决定了每次采样的记录时间长度,一般采样长
5、度设置为1024个点,采样间隔5s50s 举例说明 显示时间:102410s10000s 10ms 假设V4km/s,可测桩长L4km/s10ms210m一般默认采样长度从1024点,只设桩长和波速,仪器自动计算采样间隔 13最新课件增益:信号的放大倍数(放大镜)增益:信号的放大倍数(放大镜)对接收到的信号按指定倍数进行放大对接收到的信号按指定倍数进行放大 长桩信号弱,应加大倍数,短桩减小倍数,以在屏长桩信号弱,应加大倍数,短桩减小倍数,以在屏幕上显示的波形大小适宜为准,不能超屏,也不能过小。幕上显示的波形大小适宜为准,不能超屏,也不能过小。放大的特点是所有信号(含干扰信号)都进行放大了。放大
6、的特点是所有信号(含干扰信号)都进行放大了。区别于信号处理时的放大(指数放大、线性放大)区别于信号处理时的放大(指数放大、线性放大)按指数规律把桩底信号放大显示出来。按指数规律把桩底信号放大显示出来。14最新课件触发方式:外触发、内触发(力锤)触发方式:外触发、内触发(力锤)触发电平:电压大于某个数值(阀值)时,认为是有用信触发电平:电压大于某个数值(阀值)时,认为是有用信号号15最新课件速度速度/加速度:显示速度信号或加速度信号加速度:显示速度信号或加速度信号 一般使用的是加速度传感器,接收到的是加速度信号 习惯上看速度信号,相当于把原始信号进行积分,显示的是积分后的速度信号16最新课件 2
7、.2 2.2 桩头的处理桩头的处理击振点及接收点应打磨平整击振点及接收点应打磨平整 凿去桩头浮浆层和不密实混凝土后,选择24个点打磨平整(桩中心一个点,周边均匀分布几个点)桩身混凝土强度达到设计强度70%以上才能进行检测 17最新课件2.3 2.3 瞬态击振问题瞬态击振问题击振脉冲宽度要适当击振脉冲宽度要适当 A.根据桩长、地层状况和预期检测缺陷位置来选择击振脉冲波,击振频率应能分辨整个桩长的一阶和多阶共振频率(3F以上),桩的轴向振动特性 下限频率33Hz,上限频率3F1200Hz 因此,击振频率区间(30,1500)Hz桩长5m10m20m30m40m60mF(Hz)40020010067
8、50333F(Hz)1200600300200150100假设C4000m/s F=C/2L18最新课件 B.击振脉冲波的频率与击振脉冲宽度有关,击振脉冲波的频率与击振脉冲宽度有关,窄脉冲频率高,宽脉冲频率低。不同材质的锤垫,窄脉冲频率高,宽脉冲频率低。不同材质的锤垫,能调整脉冲宽度。能调整脉冲宽度。锤头的材质软,脉冲宽度宽锤头的材质软,脉冲宽度宽19最新课件不同材质的锤头激励脉冲宽度和主频相关关系锤头材质脉冲宽度(ms)脉冲长度(m)估算主频(Hz)铁头0.51.01000铝头0.751.5666尼龙头1.12.0455聚四氟乙烯1.32.5385力棒1.53.0300桩长5m10m20m3
9、0m40m60mF(Hz)4002001006750333F(Hz)120060030020015010020最新课件l l 锤头的面积大脉冲宽度宽锤头的面积大脉冲宽度宽21最新课件l l 锤的落距与脉冲宽度关系不大,只有信号能量大小变化;锤的落距与脉冲宽度关系不大,只有信号能量大小变化;22最新课件C.击振的锤及力棒击振的锤及力棒 铁头力棒(尼龙头)尼龙头铝头聚四氟乙烯头23最新课件激振方法总结 击振脉冲波的主频选择推荐值:长桩、硬地层的中长桩击振频率要求低,用材质软的锤头,重锤重敲 L40m左右,f5001000Hz,用力棒敲击 L1525m,f5001000Hz,用力棒或软锤头敲击 短桩
10、或浅部缺陷击振频率要高,用材质硬、质量轻的锤头,轻锤轻敲 L10m左右,f10002000Hz,用质量较轻的铁锤轻敲24最新课件2.4 2.4 接收传感器接收传感器速度型传感器速度型传感器磁电式速度传感器磁电式速度传感器 工作原理:电磁传感器固定在实测体上,当被测体产生振动时,金属外壳和永久磁铁相对静止,线圈在弹簧片支撑下,将随被测体的 质点振动而振动,线圈切割磁力线,产生感应电动势输出处理。临界阻尼传感器设计在0.60.7倍临界阻尼,只振动12个 周期,有利于信号的接收和识别幅频特性谐振峰小于30Hz,上限频率频率15002000Hz 频率低于谐振峰后,灵敏度下降灵敏度200mV/(cms-
11、1)缺点缺点高频上不去,低频下不来,影响了使用。高频上不去,低频下不来,影响了使用。25最新课件加速度型传感器压电式频带范围 1 Hz5000 Hz安装谐振频率几十Hz横向灵敏度小于5%,直达波不会很大电荷灵敏度对加速度的响应程度灵敏度高,频带宽,被广泛推广使用灵敏度高,频带宽,被广泛推广使用26最新课件 传感器的传感器的安装和耦合安装和耦合是能否能取得优质信号的是能否能取得优质信号的关键问题关键问题,是检,是检 测工作另一个重要环节。测工作另一个重要环节。应注意的问题有:应注意的问题有:A.安装的部位混凝土应完整、无松动,表面平整;安装的部位混凝土应完整、无松动,表面平整;B.传感器安装应与
12、桩顶面垂直;传感器安装应与桩顶面垂直;C.C.用耦合剂粘结要粘牢,不可在击振时使其产生附加振动用耦合剂粘结要粘牢,不可在击振时使其产生附加振动;D.耦合剂可以是黄油、凡士林、牙膏、橡皮泥;耦合剂可以是黄油、凡士林、牙膏、橡皮泥;E.使使用加速度感器时用橡皮泥一类的耦合剂还可以起到机用加速度感器时用橡皮泥一类的耦合剂还可以起到机 械滤波,将击振的高频干扰成分滤除。械滤波,将击振的高频干扰成分滤除。F.F.防止碰撞破坏防止碰撞破坏接收传感器的安装与耦合接收传感器的安装与耦合27最新课件2.5 存储多道波形存储多道波形每个安装点敲击三次,三次波形叠加后的平均波形存储下来作为一道。所以要求三次敲击的波
13、形基本一致,否则平均下来的波形就没有意义。每个安装点要求存储2道以上波形,如果有三个安装点,就要存储6道波形,这6道波形要求趋势基本一致,可能看到桩底信号。目的是在波形分析的时候波形相互对比,确定缺陷的位置和性质。28最新课件如果发现桩头浅部有缺陷时(波形表现为宽幅低频大摆动信号),除了正常敲击信号外,还要增加高频敲击信号。方法为:1 选用质量较轻的铁锤或铝质锤头轻轻敲击,得到的高频信号在分析时可以准确确定缺陷的深度。2 设定较短的桩长(比如设定的桩长为2m左右),波速设为经验值,再用质量较轻的铁锤或铝质锤头轻轻敲击,得到的高频信号。2.6 浅部缺陷的位置确定浅部缺陷的位置确定29最新课件30
14、最新课件3 反射波的信号处理反射波的信号处理目的:去除杂波、改善信号质量、使信号直观、一般人员能看懂目的:去除杂波、改善信号质量、使信号直观、一般人员能看懂。3.1 低通滤波 去处高频杂波或干扰波 长桩(3040m):f5001000Hz 短桩(1020m):f10002000Hz 浅部缺陷:f10002000Hz 原始信号31最新课件低通滤波3000Hz低通滤波2000Hz32最新课件低通滤波500Hz低通滤波1000Hz33最新课件3.2 积分处理 加速度型传感器信号积分的结果是质点速度(振动)信号,积分的目的是改善信号质量,去除弱的振动,减小余振,使直达波和桩底反射信号、缺陷反射信号更加
15、直观 振动速度信号微分的结果是还原为加速度信号 振动速度信号再积分可成为位移信号。34最新课件第一组信号原始波形加速度信号速度信号积分后的位移信号积分后的速度信号35最新课件第二组信号原始加速度信号36最新课件低通+积分速度信号第二组信号积分后的速度信号37最新课件 线性放大,波幅按固定的放大倍数放大线性放大,波幅按固定的放大倍数放大 指数放大,波幅是按指数规律衰减,按指数放大的目的指数放大,波幅是按指数规律衰减,按指数放大的目的 是突出深部缺陷及桩底信号是突出深部缺陷及桩底信号 放大延迟,桩头和浅部信号较强,不需要放大处理,放大延迟,桩头和浅部信号较强,不需要放大处理,放大的起点位置在桩头向
16、下一定深度开始放大的起点位置在桩头向下一定深度开始 3.3 信号放大38最新课件39最新课件频谱分析频谱分析 用于了解干扰波的频率范围,根据声速估算桩长、缺陷位置用于了解干扰波的频率范围,根据声速估算桩长、缺陷位置 或者根据设计桩长计算波速或者根据设计桩长计算波速频域曲线:频域曲线:频差、多阶振型频差、多阶振型3.4 频谱分析频谱分析40最新课件去除直流成分去除直流成分 将信号中的直流干扰成份去除将信号中的直流干扰成份去除多点平滑多点平滑 使波形光滑使波形光滑波幅的归一化处理波幅的归一化处理 将波形中最大峰值调到满度,其他波峰将波形中最大峰值调到满度,其他波峰 按比例增加按比例增加波形的编辑波
17、形的编辑 对上述处理后的波形进行对上述处理后的波形进行“平移、旋转、局部缩放平移、旋转、局部缩放”3.5 其它处理技术其它处理技术41最新课件声时波幅频率相位时域曲线:直达波 桩底反射波 缩径类缺陷反射波 扩径类缺陷反射波 扩径多次反射波频域曲线:频差、多阶振型3.6 3.6 反射法的资料解释反射法的资料解释42最新课件 同相位反射波同相位反射波43最新课件反相位反射波反相位反射波44最新课件222111222111ACACACACRV时程曲线图与扩径多次反射信号45最新课件缺陷的判定:缺陷的判定:缩径类缺陷:同相位波形,存在多解性,例如:离析、空洞、二次浇灌面、夹泥、缩径 地层由硬变软扩径类
18、缺陷:反相位波形必须收集与掌握基桩施工过程的全部技术资料、档案,包括 工程场地的工程地质勘察报告、水文地质概况 灌注桩的成孔方式、成孔工艺 灌注桩的作业环境、灌注工艺、施工记录、异常情况46最新课件正确对桩身完整性、缺陷性质做出推断解释的方法正确对桩身完整性、缺陷性质做出推断解释的方法l l由地层的岩性是否粘土层,可以判断排除是否缩径;由地层的岩性是否粘土层,可以判断排除是否缩径;l l 由地层是否是砂层来判断是否扩径,或可能是渐扩径;由地层是否是砂层来判断是否扩径,或可能是渐扩径;l l 由成孔方式可推断缺陷是否是夹泥;由成孔方式可推断缺陷是否是夹泥;l l 由地下水文地质条件及混凝土灌注方
展开阅读全文