機(jī)械阻抗法PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1機(jī)械阻抗法機(jī)械阻抗法2.自由樁底基礎(chǔ)自由樁底基礎(chǔ)無限鋼性基礎(chǔ)無限鋼性基礎(chǔ)Lvifpi4)12(當(dāng)樁基礎(chǔ)在上述兩者之間時，導(dǎo)納曲線的第一個諧振頻率應(yīng)出現(xiàn)在當(dāng)樁基礎(chǔ)在上述兩者之間時，導(dǎo)納曲線的第一個諧振頻率應(yīng)出現(xiàn)在上述兩種情況之間：上述兩種情況之間：Lvfp400)1 (212f，無限長樁的零階頻率為：無限長樁的零階頻率為：llMK無阻尼自無阻尼自振頻率振頻率lK樁側(cè)土剛樁側(cè)土剛度度lM樁單元質(zhì)樁單元質(zhì)量量lMc樁土阻尼樁土阻尼比比02svc樁的半徑樁的半徑樁側(cè)土密度樁側(cè)土密度樁側(cè)土剪切波速樁側(cè)土剪切波速第1頁/共39頁樁的動剛度：樁的動剛度：|2|2pvfYfZZppZKcpscd樁身剛

2、度阻抗樁身剛度阻抗樁身質(zhì)量阻抗樁身質(zhì)量阻抗樁的激振頻率樁的激振頻率樁的速度導(dǎo)納樁的速度導(dǎo)納導(dǎo)納曲線低頻部分的導(dǎo)納曲線低頻部分的斜率即為樁的動剛度斜率即為樁的動剛度測量出導(dǎo)納測量出導(dǎo)納曲線兩個諧曲線兩個諧振峰之間的振峰之間的頻差即可由頻差即可由下式計(jì)算出下式計(jì)算出樁長樁長Lcf20Ec 0v波數(shù)，即波長的倒數(shù)波數(shù)，即波長的倒數(shù)相波速：相波速：第2頁/共39頁完整樁導(dǎo)納曲完整樁導(dǎo)納曲線線該樁為缺陷樁（如：劣質(zhì)混該樁為缺陷樁（如：劣質(zhì)混凝土、離析等）凝土、離析等） f1結(jié)合樁長，結(jié)合樁長，可計(jì)算縱波速度平均值，樁可計(jì)算縱波速度平均值，樁的缺陷可由的缺陷可由 f2計(jì)算計(jì)算樁身斷面沿深度樁身斷面沿深度逐

3、漸擴(kuò)大的樁，逐漸擴(kuò)大的樁，曲線幅值隨頻率曲線幅值隨頻率增大而增大增大而增大樁身沿深度逐漸減樁身沿深度逐漸減少，曲線幅度隨頻少，曲線幅度隨頻率增加而減少率增加而減少第3頁/共39頁1.樁的測量長度樁的測量長度fcLm20c0整個工地上完好樁的波速平均值整個工地上完好樁的波速平均值第4頁/共39頁2.導(dǎo)納的幾何平均值值：導(dǎo)納的幾何平均值值：PQNmP：導(dǎo)納曲線的極大值（峰值）；導(dǎo)納曲線的極大值（峰值）；Q：導(dǎo)納曲線的極小值（谷值）；：導(dǎo)納曲線的極小值（谷值）；3.導(dǎo)納曲線的理論值（導(dǎo)納曲線的理論值（m/KNs）：）：AcNt01A：樁的橫截面積樁的橫截面積4.完整樁的樁身縱波波速完整樁的樁身縱波波

4、速fLC 2f：兩個諧振峰之間的頻差：兩個諧振峰之間的頻差5.樁的動剛度樁的動剛度mmdFVfK|2mf導(dǎo)納曲線初始直線段導(dǎo)納曲線初始直線段上任意一點(diǎn)頻率上任意一點(diǎn)頻率（Hz）V樁頂質(zhì)點(diǎn)速度；樁頂質(zhì)點(diǎn)速度；F樁頂激振力；樁頂激振力；導(dǎo)納曲線初始直線段導(dǎo)納曲線初始直線段上任意一點(diǎn)導(dǎo)納上任意一點(diǎn)導(dǎo)納mFV6.計(jì)算一階頻率與計(jì)算一階頻率與 f的比的比值值計(jì)算上述各參數(shù)后，再結(jié)合導(dǎo)納曲線的形狀，即計(jì)算上述各參數(shù)后，再結(jié)合導(dǎo)納曲線的形狀，即可對樁的質(zhì)量進(jìn)行初步估計(jì)。可對樁的質(zhì)量進(jìn)行初步估計(jì)。第5頁/共39頁第6頁/共39頁1. 單自由度系統(tǒng)的導(dǎo)納（傳遞函數(shù)）分析單自由度系統(tǒng)的導(dǎo)納（傳遞函數(shù)）分析當(dāng)激振頻

5、率較底時，樁體以剛體運(yùn)動為主，不妨設(shè)單自由度模當(dāng)激振頻率較底時，樁體以剛體運(yùn)動為主，不妨設(shè)單自由度模型中型中m表示樁身質(zhì)量、表示樁身質(zhì)量、k為剛度、為剛度、c為阻尼，為阻尼，f（t）為激勵力，）為激勵力，設(shè)樁頂產(chǎn)生的位移為設(shè)樁頂產(chǎn)生的位移為u，則有：，則有：)(tfkuucum 將激勵和響應(yīng)換成復(fù)數(shù)表示將激勵和響應(yīng)換成復(fù)數(shù)表示tjtjUeuFetf)(tjtjtjtjAeUeuVeUeju2 FVjkmjc)(二階微分方程變?yōu)椋憾A微分方程變?yōu)椋旱?頁/共39頁速度阻抗為速度阻抗為jkmjcVFZV)()()(速度導(dǎo)納為復(fù)變函數(shù)，研究的重點(diǎn)是其幅值、相位、實(shí)部速度導(dǎo)納為復(fù)變函數(shù)，研究的重點(diǎn)是其

6、幅值、相位、實(shí)部和虛部函數(shù)和激勵頻率的關(guān)系和虛部函數(shù)和激勵頻率的關(guān)系幅值與實(shí)幅值與實(shí)部函數(shù)為部函數(shù)為222|()()VYkmc2Re22211,()(1)(2) nVnnYkjkmjcFVZYVV1)()()(1)(速度導(dǎo)納為速度導(dǎo)納為第8頁/共39頁222|()()VYkmcRe221()()VYkcm當(dāng)激振頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于共振頻率n時，上面根號中的前兩項(xiàng)與第三項(xiàng)相比，可以略去，則速度導(dǎo)納為：|VVYFk彈簧動剛度k用kd表示，則：2dfkV FV F說明：彈簧動剛度是速度導(dǎo)納曲線低頻段斜率的倒數(shù)，由于過原點(diǎn)的切線難以取準(zhǔn)，因此實(shí)際測量中計(jì)算公式為：第9頁/共39頁mmdFVfK|2mf導(dǎo)納曲線

7、初始直線段導(dǎo)納曲線初始直線段上任意一點(diǎn)頻率上任意一點(diǎn)頻率（Hz）V樁頂質(zhì)點(diǎn)速度樁頂質(zhì)點(diǎn)速度F樁頂激振力樁頂激振力導(dǎo)納曲線初始直線段導(dǎo)納曲線初始直線段上任意一點(diǎn)導(dǎo)納上任意一點(diǎn)導(dǎo)納mFV第10頁/共39頁)2()1(21)(222ImnnnVkY虛部函虛部函數(shù)為：數(shù)為：)1 (2arctan2nnY相位函數(shù)為：相位函數(shù)為：式中：式中：0n02mc結(jié)構(gòu)阻尼比結(jié)構(gòu)阻尼比結(jié)構(gòu)頻率比結(jié)構(gòu)頻率比導(dǎo)納曲線特性：導(dǎo)納曲線特性：（1）當(dāng)激振頻率）當(dāng)激振頻率 等于零時，幅值曲線通過原點(diǎn)；等于零時，幅值曲線通過原點(diǎn)；（2）圖中初始直線斜率的倒數(shù)為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動剛度）圖中初始直線斜率的倒數(shù)為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動剛度Kd；（3）圖

8、中）圖中a、b兩點(diǎn)為系統(tǒng)的半功率點(diǎn)，兩點(diǎn)為系統(tǒng)的半功率點(diǎn)， （ a b）/2;（4）從相位圖中可以看出：當(dāng)達(dá)到諧振時，激勵力與速度響應(yīng)）從相位圖中可以看出：當(dāng)達(dá)到諧振時，激勵力與速度響應(yīng)的相位差為的相位差為0（5）從半功率帶寬可以附帶判斷樁周土粘質(zhì)阻尼的性狀）從半功率帶寬可以附帶判斷樁周土粘質(zhì)阻尼的性狀第11頁/共39頁2. 高頻激振下樁土體系的分析高頻激振下樁土體系的分析分析的基礎(chǔ)：樁體縱向振動的一維波動方程。先假設(shè)樁土分析的基礎(chǔ)：樁體縱向振動的一維波動方程。先假設(shè)樁土振動為無阻尼自由振動，將樁周土的綜合支撐作用用一個振動為無阻尼自由振動，將樁周土的綜合支撐作用用一個作用于樁底的支撐剛度，進(jìn)

9、行分析。作用于樁底的支撐剛度，進(jìn)行分析。tjexXtxu)(),(帶入波動方程帶入波動方程22221tuvxucXcdxxd222)(振型函數(shù)振型函數(shù)振型解振型解xcAxcAxXcossin)(21tjexcAxcAtxu)cossin(),(21第12頁/共39頁邊界條件邊界條件lxlxtjxkuxuEAFexuEA|0EAFcA 11tantan2clclkcEAEAFcAKcEA求得邊界條件常數(shù)求得邊界條件常數(shù) ，tjtjejAtueAtu22), 0(,), 0(樁頂?shù)奈灰坪退俣葹椋簶俄數(shù)奈灰坪退俣葹椋?考慮到考慮到2cE得到樁頂速度導(dǎo)納幅值函數(shù)為：得到樁頂速度導(dǎo)納幅值函數(shù)為：1tan

10、tan1| ), 0(|clclkcEAcAFetuYkcEAtjv第13頁/共39頁(1)當(dāng)當(dāng)k趨于零時，相當(dāng)于無限軟土層，有：趨于零時，相當(dāng)于無限軟土層，有：clccAYvtan1有兩種解：有兩種解：licfii22), 3 , 2 , 1( ,iYvlcifi2) 12(), 3 , 2 , 1( , 0iYv第一階頻率出現(xiàn)在第一階頻率出現(xiàn)在f1=c/2l處，各處，各高階諧振頻率頻差相等，由此得高階諧振頻率頻差相等，由此得到樁完整性導(dǎo)納診斷的一個十分到樁完整性導(dǎo)納診斷的一個十分重要的公式：重要的公式：lcf21ff 相 鄰相 鄰兩 階兩 階頻頻 差差第14頁/共39頁clcAYvtan1

11、（2）當(dāng)）當(dāng)k趨于無限大時，為無限大剛度（嵌于堅(jiān)硬巖石）趨于無限大時，為無限大剛度（嵌于堅(jiān)硬巖石），lcf41lcf2第一階諧振頻率出現(xiàn)在第一階諧振頻率出現(xiàn)在其余各階頻差與兩端自由相同其余各階頻差與兩端自由相同licfii22), 3 , 2 , 1( , 0iYvlcifi2) 12(), 3 , 2 , 1( ,iYv第15頁/共39頁1tantan4/clcclcl若令若令Lcflc241樁周土越密、樁越長，導(dǎo)納曲線的峰值、谷值之差越小，實(shí)際導(dǎo)納曲線如虛線所示；樁周土越密、樁越長，導(dǎo)納曲線的峰值、谷值之差越小，實(shí)際導(dǎo)納曲線如虛線所示；基頻范圍為：基頻范圍為：tVNcAY1前面所講的理論導(dǎo)

12、納值前面所講的理論導(dǎo)納值第16頁/共39頁樁 土 系 統(tǒng)樁 土 系 統(tǒng)的 幅 值 曲的 幅 值 曲線 ， 即 ：線 ， 即 ：導(dǎo)納曲線導(dǎo)納曲線樁土系統(tǒng)樁土系統(tǒng)相位曲線，相位曲線，即：導(dǎo)納即：導(dǎo)納相位曲線相位曲線第17頁/共39頁第18頁/共39頁daKsPs樁的動靜剛度對比系數(shù)，一般取值：樁的動靜剛度對比系數(shù)，一般取值：0.92.0；應(yīng)通過本地區(qū)的動靜剛度測試對比試驗(yàn)求取，否則應(yīng)采用保守的值來計(jì)算樁的承載力；應(yīng)通過本地區(qū)的動靜剛度測試對比試驗(yàn)求取，否則應(yīng)采用保守的值來計(jì)算樁的承載力；樁的容許沉降值（樁的容許沉降值（mm），要綜合考慮樁型、樁周土性質(zhì)，施工工藝等參數(shù)，最好能用相同場地的靜載荷），

13、要綜合考慮樁型、樁周土性質(zhì)，施工工藝等參數(shù)，最好能用相同場地的靜載荷P-S曲線，例如對于深厚軟土地區(qū)：曲線，例如對于深厚軟土地區(qū)：大量實(shí)際工程表明：大量實(shí)際工程表明：只要樁的動靜測試系數(shù)選取正確只要樁的動靜測試系數(shù)選取正確用控制沉降量的方法用控制沉降量的方法計(jì)算單樁的容許沉載力計(jì)算單樁的容許沉載力還是比較穩(wěn)定的，誤差一般在還是比較穩(wěn)定的，誤差一般在1030左右。左右。預(yù)制樁：預(yù)制樁：1418mm；鉆孔樁：鉆孔樁：715mm；鋼管樁：鋼管樁：2834mm；預(yù)應(yīng)力混凝土管樁：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁：2432mm；第19頁/共39頁完整樁的判斷完整樁的判斷（1）樁的計(jì)算長度）樁的計(jì)算長度Lm與樁的實(shí)際長度

14、相近；與樁的實(shí)際長度相近；（2）導(dǎo)納幾何平均值）導(dǎo)納幾何平均值Nm小于各樁的平均值，并與導(dǎo)納曲線理小于各樁的平均值，并與導(dǎo)納曲線理論論 值值Nt接近；接近；（3）樁的動剛度）樁的動剛度Kd接近各樁的平均值；接近各樁的平均值；（4）樁的平均波速）樁的平均波速 3500m/s,有一定范圍的額度變化，有一定范圍的額度變化，（5）導(dǎo)納曲線譜形狀特征正常，且能反映樁的振動特性；）導(dǎo)納曲線譜形狀特征正常，且能反映樁的振動特性；缺陷樁的判斷（很多種情況）缺陷樁的判斷（很多種情況）（1）根據(jù)）根據(jù) f計(jì)算的樁長計(jì)算的樁長Lm比實(shí)際的樁小很多，或者說根本測不比實(shí)際的樁小很多，或者說根本測不出來，對應(yīng)現(xiàn)象：樁出現(xiàn)

15、嚴(yán)重鼓肚或離析，或者斷裂。出來，對應(yīng)現(xiàn)象：樁出現(xiàn)嚴(yán)重鼓肚或離析，或者斷裂。分析：樁身有大的缺陷或斷裂時，波動只能在樁斷裂處以上的分析：樁身有大的缺陷或斷裂時，波動只能在樁斷裂處以上的范圍傳播，因而測出的范圍傳播，因而測出的Lm就短，而該值即為缺陷距離樁頂距離；就短，而該值即為缺陷距離樁頂距離；第20頁/共39頁原因：樁身斷裂局部擴(kuò)大，即所謂的鼓肚或樁側(cè)硬土頂入樁內(nèi)，原因：樁身斷裂局部擴(kuò)大，即所謂的鼓肚或樁側(cè)硬土頂入樁內(nèi)，導(dǎo)致下行波信號的大幅度衰減，使大部分信號反射回來，波的導(dǎo)致下行波信號的大幅度衰減，使大部分信號反射回來，波的傳播基本上在鼓肚的下底面與樁頂之間來回旅行，這樣也將導(dǎo)傳播基本上在鼓

16、肚的下底面與樁頂之間來回旅行，這樣也將導(dǎo)致測出的樁較實(shí)際的短。致測出的樁較實(shí)際的短。針對上述兩種導(dǎo)致短樁計(jì)算結(jié)果的測試，需要結(jié)合其它參數(shù)進(jìn)針對上述兩種導(dǎo)致短樁計(jì)算結(jié)果的測試，需要結(jié)合其它參數(shù)進(jìn)一步判斷缺陷的種類。一步判斷缺陷的種類。樁的斷裂，將導(dǎo)致樁的承載力降低，定值力作用下的導(dǎo)納值增樁的斷裂，將導(dǎo)致樁的承載力降低，定值力作用下的導(dǎo)納值增大，如果測出的大，如果測出的Lm偏小，而動剛度偏小，而動剛度Kd小于各種樁平均值較多，小于各種樁平均值較多，導(dǎo)納值大于各樁的導(dǎo)納值大于各樁的 平均值和理論值較多，那么樁即為斷樁；反平均值和理論值較多，那么樁即為斷樁；反之，動剛度偏大，導(dǎo)納測量值之，動剛度偏大，

17、導(dǎo)納測量值Nm就偏小。就偏小。最為重要的是：牢固建立基最為重要的是：牢固建立基本概念，掌握樁的基本計(jì)算本概念，掌握樁的基本計(jì)算過程與信息，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，完過程與信息，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，完全可以對樁的性態(tài)進(jìn)行全部全可以對樁的性態(tài)進(jìn)行全部識別。識別。充分利用機(jī)械阻抗法所提充分利用機(jī)械阻抗法所提供的各種經(jīng)驗(yàn)表格、參數(shù)，供的各種經(jīng)驗(yàn)表格、參數(shù)，即：曲線、參數(shù)、狀態(tài)與即：曲線、參數(shù)、狀態(tài)與各自的對應(yīng)表。各自的對應(yīng)表。第21頁/共39頁第22頁/共39頁峰、波谷參差不齊，峰值頻頻差不等較明顯的曲線。第23頁/共39頁導(dǎo)納曲線反映了樁土系統(tǒng)的動力特性和樁本身形態(tài)與樁周土支承條件的狀況。正是基于此，導(dǎo)納曲線可以作為判斷樁

18、基質(zhì)量的主要依據(jù)，并用導(dǎo)納曲線識別和分析樁的承載能力，推定樁的承載力。第24頁/共39頁第25頁/共39頁樁長：樁長：18m，樁徑：，樁徑：0.4m，樁身混凝土強(qiáng)度等級為，樁身混凝土強(qiáng)度等級為C20導(dǎo)納曲線出現(xiàn)導(dǎo)納曲線出現(xiàn)6個諧振峰，個諧振峰，一個噪聲譜，各有效諧振一個噪聲譜，各有效諧振峰之間的頻差基本相等：峰之間的頻差基本相等： f1195-105=90Hz f2280-195=85Hz f3370-280=90Hz f4465-370=95Hz f5555-465=90Hz 計(jì)算得到樁的速計(jì)算得到樁的速度為：度為：3240m/s實(shí)測導(dǎo)納值為：實(shí)測導(dǎo)納值為：10.5-e5m/(s.N)；理論

19、值為：理論值為：10.1-e5m/(s.N)各諧振峰為樁底多次反射，導(dǎo)納曲線上出現(xiàn)各諧振峰為樁底多次反射，導(dǎo)納曲線上出現(xiàn)6次樁底反射，是樁周土較軟，樁較短的緣次樁底反射，是樁周土較軟，樁較短的緣故，故，正常樁正常樁第26頁/共39頁樁長：樁長：22m，樁徑：，樁徑：0.8m導(dǎo)納曲線畸變較大，諧振峰值導(dǎo)納曲線畸變較大，諧振峰值尖峭，導(dǎo)納測量值尖峭，導(dǎo)納測量值Nm大于理大于理論值論值Nt很多，諧振峰是第一個很多，諧振峰是第一個斷裂面的反映斷裂面的反映頻差為：頻差為： f1580-150=430Hz f21020-580=440Hz 利用缺陷距離利用缺陷距離計(jì)算公式：計(jì)算公式：2 fcL f為缺陷諧

20、振峰頻差為缺陷諧振峰頻差經(jīng)計(jì)算：缺陷長度為經(jīng)計(jì)算：缺陷長度為4.2m.試驗(yàn)中，第二個缺陷難以在曲試驗(yàn)中，第二個缺陷難以在曲線中反映出來，這是因?yàn)檎駝泳€中反映出來，這是因?yàn)檎駝幽芰侩y以傳到第一處斷裂面以能量難以傳到第一處斷裂面以下，導(dǎo)納曲線上一般只能反映下，導(dǎo)納曲線上一般只能反映第一處斷裂第一處斷裂制作過程中，分別在制作過程中，分別在4.5m和和13m處處人為設(shè)置兩個嚴(yán)重樁身斷裂，診斷人為設(shè)置兩個嚴(yán)重樁身斷裂，診斷結(jié)果：結(jié)果：斷樁斷樁第27頁/共39頁樁長樁長39.2m；樁徑；樁徑0.6m從導(dǎo)納曲線的低頻段開始從導(dǎo)納曲線的低頻段開始就出現(xiàn)有規(guī)律的諧振峰，就出現(xiàn)有規(guī)律的諧振峰，各諧振峰幅值隨著頻率

21、的各諧振峰幅值隨著頻率的升高而上楊，同時各諧振升高而上楊，同時各諧振峰之間的頻差基本相等：峰之間的頻差基本相等： f1280-80=200Hz f2490-280=210Hz Hzf205是一個界面的多次反射效應(yīng)。按已知施工樁長計(jì)算得到波速是一個界面的多次反射效應(yīng)。按已知施工樁長計(jì)算得到波速C2L f239.2205=16072m/s，顯然是錯誤的。，顯然是錯誤的。 由同一場地另一根完整樁的導(dǎo)納曲線推算得由同一場地另一根完整樁的導(dǎo)納曲線推算得c3530m/s，假，假定樁身混凝土波速值為定樁身混凝土波速值為34003600m/s,計(jì)算得樁的長度為：計(jì)算得樁的長度為：8.3m8.8m。判斷：斷裂位

22、置在判斷：斷裂位置在8.38.8m處。驗(yàn)證：從施工處。驗(yàn)證：從施工單位了解到，該樁灌注到離地表近單位了解到，該樁灌注到離地表近9m時，導(dǎo)時，導(dǎo)管提出混凝土表明，停澆近管提出混凝土表明，停澆近3h，形成了二次澆，形成了二次澆注面和夾泥斷裂。注面和夾泥斷裂。斷裂樁斷裂樁第28頁/共39頁沉管灌注樁，長沉管灌注樁，長4.8m,樁徑樁徑0.42m.分析：出現(xiàn)四個諧振峰，由分析：出現(xiàn)四個諧振峰，由 f1計(jì)算的波速為：計(jì)算的波速為：2938m/s,合理，合理，判斷為樁底反射。導(dǎo)納曲線的最高峰出現(xiàn)在高頻判斷為樁底反射。導(dǎo)納曲線的最高峰出現(xiàn)在高頻 f3，但是，但是 f2與與 f3相差不大，推斷樁身存在缺陷，相

23、差不大，推斷樁身存在缺陷， f3為二次反射所致。由平為二次反射所致。由平均頻率均頻率 406Hz計(jì)算缺陷的位置距樁頂?shù)木嚯x為：計(jì)算缺陷的位置距樁頂?shù)木嚯x為： 3.6m，由于樁底的反射可見，計(jì)算可得：，由于樁底的反射可見，計(jì)算可得：Nm1.41-e7m/(sN),僅僅略大于理論導(dǎo)納略大于理論導(dǎo)納Nt=1.0-e7m/(s.N)_fL判 斷 ： 在判 斷 ： 在3.6m附近樁附近樁存在縮頸，存在縮頸，開挖結(jié)果證開挖結(jié)果證明了判斷的明了判斷的正確性。正確性。第29頁/共39頁鉆孔灌注樁長鉆孔灌注樁長8.51m,樁徑樁徑0.8m，混，混凝土強(qiáng)度等級凝土強(qiáng)度等級C20，共有，共有5個諧振峰，個諧振峰，平

24、均頻率為平均頻率為218Hz。由此計(jì)算樁的。由此計(jì)算樁的混凝土波速為混凝土波速為3700m/s，第二、第，第二、第四 諧 振 峰 明 顯 偏 高 ， 諧 振 差 為四 諧 振 峰 明 顯 偏 高 ， 諧 振 差 為745Hz，計(jì)算的缺陷距樁頂距離為，計(jì)算的缺陷距樁頂距離為2.5m附近，為局部擴(kuò)頸。附近，為局部擴(kuò)頸。經(jīng)證明：鉆孔到經(jīng)證明：鉆孔到2.2m時，孔壁塌時，孔壁塌陷。陷。擴(kuò)頸樁一般能見到擴(kuò)頸樁一般能見到樁底反射，但如果樁底反射，但如果擴(kuò)頸較大或擴(kuò)頸段擴(kuò)頸較大或擴(kuò)頸段較長，對振動信號較長，對振動信號產(chǎn)生屏蔽作用，使產(chǎn)生屏蔽作用，使振動能量難以往下振動能量難以往下傳播，則導(dǎo)納曲線傳播，則導(dǎo)納

25、曲線上看不到樁底反射。上看不到樁底反射。判斷：判斷：擴(kuò)頸樁擴(kuò)頸樁第30頁/共39頁f1f2錘擊沉管灌注樁長錘擊沉管灌注樁長10.3m,樁徑樁徑0.48m,從導(dǎo)納曲線上，可知頻從導(dǎo)納曲線上，可知頻差為差為340Hz，若取平均波速為，若取平均波速為3500m/s，計(jì)算測量樁長：為，計(jì)算測量樁長：為5.1m；若取波速為；若取波速為3800m/s，測量樁長為，測量樁長為5.6m。實(shí)測導(dǎo)納為。實(shí)測導(dǎo)納為6.1-e7m/(sN),理論導(dǎo)納為理論導(dǎo)納為6.0-e7m/(sN),兩者接近；實(shí)測動剛兩者接近；實(shí)測動剛度為度為532kN/m，比同一場地一般樁高，樁底無反射。，比同一場地一般樁高，樁底無反射。判斷：

26、該樁在判斷：該樁在5.3m處有處有較大的擴(kuò)頸較大的擴(kuò)頸。第31頁/共39頁樁頭質(zhì)量較差樁頭質(zhì)量較差澆注混凝土?xí)r如果超高不足，樁頭混凝土浮漿出現(xiàn)過多，澆注混凝土?xí)r如果超高不足，樁頭混凝土浮漿出現(xiàn)過多，造成該段樁身質(zhì)量較差，與下部正?；炷翗?gòu)成一個界面。造成該段樁身質(zhì)量較差，與下部正?；炷翗?gòu)成一個界面。由于內(nèi)部應(yīng)力波尚能穿過該段混凝土，在導(dǎo)納曲線上不影由于內(nèi)部應(yīng)力波尚能穿過該段混凝土，在導(dǎo)納曲線上不影響樁底反射效應(yīng)諧振峰的出現(xiàn)，但是它會在尾部出現(xiàn)幾個響樁底反射效應(yīng)諧振峰的出現(xiàn)，但是它會在尾部出現(xiàn)幾個均勻、圓滑、幅值基本相等的諧振峰，這些為樁頭以下混均勻、圓滑、幅值基本相等的諧振峰，這些為樁頭以下

27、混凝土質(zhì)量較差的那一段樁身界面的反射。凝土質(zhì)量較差的那一段樁身界面的反射。某樁實(shí)測導(dǎo)納曲線某樁實(shí)測導(dǎo)納曲線前部出現(xiàn)兩個諧振峰，前部出現(xiàn)兩個諧振峰，為樁底反射，而尾部為樁底反射，而尾部出現(xiàn)出現(xiàn)3個諧振峰，頻個諧振峰，頻差基本相等：差基本相等： f1350Hz， f2360Hz，平均值為平均值為355Hz，計(jì)，計(jì)算缺陷距樁頂?shù)奈恢盟闳毕菥鄻俄數(shù)奈恢脼椋簽椋?m。判斷：判斷：混凝土質(zhì)量很差混凝土質(zhì)量很差，經(jīng)開，經(jīng)開挖驗(yàn)證了這一結(jié)果挖驗(yàn)證了這一結(jié)果第32頁/共39頁某模型實(shí)驗(yàn)樁，長某模型實(shí)驗(yàn)樁，長10.4m,各諧振峰幅值相差較大，頻差也較各諧振峰幅值相差較大，頻差也較大，說明這些有效諧振峰不是來自同一

28、個界面的反射效應(yīng)，大，說明這些有效諧振峰不是來自同一個界面的反射效應(yīng)，經(jīng)計(jì)算經(jīng)計(jì)算 f1=160Hz, f2=340Hz, f3=750Hz，由，由 f1算得的波速算得的波速為為330m/s，這個速度接近該樁，這個速度接近該樁C20混凝土的波速值?；炷恋牟ㄋ僦?。在導(dǎo)納曲線上，在導(dǎo)納曲線上，f2=360Hz的諧振峰的諧振峰為 樁 底 反 射 ，為 樁 底 反 射 ， f3= 7 0 0 H z 、 f4=950Hz的諧振峰的諧振峰是樁身斷裂界面的是樁身斷裂界面的響應(yīng)，根據(jù)上述值，響應(yīng)，根據(jù)上述值，由由 f2,和和 f3計(jì)算的計(jì)算的缺 陷 分 別 為 ：缺 陷 分 別 為 ：4.89m和和2.2m.該實(shí)驗(yàn)樁：在該實(shí)驗(yàn)樁：在2.2m和和5.0m處設(shè)置了兩個薄處設(shè)置了兩個薄的夾層，為多處缺陷的夾層，為多處缺陷第33頁/共39頁導(dǎo)桿式錘擊預(yù)制方樁：導(dǎo)桿式錘擊預(yù)制方樁：0.30.37m，使用反射波，使用反射波法測得波形曲線法測得波形曲線導(dǎo)桿式錘擊預(yù)制方樁：導(dǎo)桿式錘擊預(yù)制方樁：0.30.37m，使用機(jī)械阻，使用機(jī)械阻抗法測得導(dǎo)納曲線抗法測得導(dǎo)納曲線反相，阻抗從小到大；樁反相，阻抗從小到大；樁頭淺部出現(xiàn)問題，為問題頭淺部出現(xiàn)問題，為問題樁，但是不能判斷。樁，但是不能判斷。淺部缺陷明顯，頻差淺部缺陷明顯，頻差=1028-100=928Hz,場地平場地平均波速為均波速為3500m/s，計(jì)算得，計(jì)