工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)(4)

1、工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)教教 學(xué)學(xué) 內(nèi)內(nèi) 容容(32學(xué)時(shí)）$ 第第1 1章章 序言序言(2(2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）$ 第第2 2章章 應(yīng)變測(cè)試技術(shù)應(yīng)變測(cè)試技術(shù)(8(8學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）$ 第第3 3章章 橋梁檢測(cè)、評(píng)定及力學(xué)性能試驗(yàn)橋梁檢測(cè)、評(píng)定及力學(xué)性能試驗(yàn)(6(6學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）$ 第4章 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)(0學(xué)時(shí)）$ 第第5 5章章 橋梁上部結(jié)構(gòu)檢測(cè)橋梁上部結(jié)構(gòu)檢測(cè)(8(8學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）$ 第第6 6章章 橋梁荷載試驗(yàn)橋梁荷載試驗(yàn)(6(6學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）$ 第第7 7章章 專題講座專題講座(2(2學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）$ 4.1 4.1 地基檢測(cè)評(píng)定的目的地基檢測(cè)評(píng)定的目的 $ 4

2、.2 4.2 地基承載力檢測(cè)地基承載力檢測(cè)$ 4.3 4.3 鉆鉆/ /挖孔灌注樁檢測(cè)挖孔灌注樁檢測(cè)4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)本本 章章 教教 學(xué)學(xué) 內(nèi)內(nèi) 容容橋梁基礎(chǔ)橋梁基礎(chǔ)綜合評(píng)價(jià)基本內(nèi)容： 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性完整性； 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的變形特征變形特征； 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載能力承載能力。 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.1 4.1 橋涵檢測(cè)評(píng)定的目的橋涵檢測(cè)評(píng)定的目的 橋梁基礎(chǔ)承載能力橋梁基礎(chǔ)承載能力類比法：類比法：在地質(zhì)基本相同條件下，參照鄰近結(jié) 構(gòu)物地基容許承載力；試驗(yàn)法：試驗(yàn)法：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)或觸探資料；計(jì)算法：計(jì)算法：按地基承載力理論公式計(jì)算；規(guī)范法：規(guī)范法：按現(xiàn)行

3、規(guī)范提供的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.1 4.1 地基檢測(cè)評(píng)定的目的地基檢測(cè)評(píng)定的目的4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.2 4.2 地基承載力檢測(cè)地基承載力檢測(cè)4.2.1 現(xiàn)行規(guī)范確定地基的容許承載力地基土分類（六類）確定地基土狀態(tài)分類確定地基土容許承載力4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.2 4.2 地基承載力檢測(cè)地基承載力檢測(cè)4.2.2 荷載板試驗(yàn)荷載板試驗(yàn)荷載板試驗(yàn)是原位測(cè)試方法之一。 荷載板荷載板： 外形：圓形或方形 面積：2500 或50002cm2cm4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.2 4.2 地基承載力檢測(cè)地基承載力檢測(cè)

4、4.2.2 荷載板試驗(yàn) 荷載板試驗(yàn)荷載板試驗(yàn)是原位測(cè)試方法之一。 原位測(cè)試原位測(cè)試是指在巖土體原有的位置上，在保持土的天然結(jié)構(gòu)天然結(jié)構(gòu)、天然含水量天然含水量以及天然應(yīng)力狀天然應(yīng)力狀態(tài)態(tài)條件下測(cè)定巖土性質(zhì)。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.2 4.2 地基承載力檢測(cè)地基承載力檢測(cè)4.2.2 荷載板試驗(yàn)荷載板試驗(yàn)原理荷載板試驗(yàn)原理 荷載板試驗(yàn)是在待試驗(yàn)土層表面放置一定規(guī)格的方形方形或圓形圓形承壓板，逐級(jí)加載，記錄荷載及沉降量；加載至總沉降量為25mm，或達(dá)到加載設(shè)備的最大設(shè)計(jì)值為止。區(qū)別：地基設(shè)計(jì)承載力、地基試驗(yàn)承載力、加載設(shè)備最大設(shè)計(jì)值。區(qū)別：地基設(shè)計(jì)承載力、地基試驗(yàn)承載力、加載設(shè)備最

5、大設(shè)計(jì)值。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.2 4.2 地基承載力檢測(cè)地基承載力檢測(cè)4.2.2 荷載板試驗(yàn)P-SP-S曲線曲線 壓密階段壓密階段（0a段接近直線）比例界限Pr； 剪切階段剪切階段（ab段）,極限荷載Pu ； 破壞階段破壞階段（bc段）。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.2 4.2 地基承載力檢測(cè)地基承載力檢測(cè)4.2.2 荷載板試驗(yàn)加載方式加載方式： 堆 載 反力梁加載原則加載原則： 加載、卸載簡(jiǎn)便安全； 對(duì)沉降量測(cè)量無(wú)影響。注：百分表與千分表的區(qū)別；注：百分表與千分表的區(qū)別； 百分表的安裝。百分表的安裝。 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3 4.

6、3 鉆鉆/ /挖孔灌注樁檢測(cè)挖孔灌注樁檢測(cè)4.3.1 樁基檢測(cè)內(nèi)容 嵌巖樁與灌注樁 （兩類樁的受力機(jī)理不同，設(shè)計(jì)方法亦不同）。（兩類樁的受力機(jī)理不同，設(shè)計(jì)方法亦不同）。 灌注樁成孔質(zhì)量檢測(cè)； 灌注樁孔底沉渣厚度檢測(cè)； 樁身質(zhì)量檢測(cè)。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè) 樁位偏差檢查； 孔徑檢查； 樁傾斜度檢查； 孔底沉淀渣土厚度檢測(cè)： 錘球法、 電阻率法、 電容法4.3 4.3 鉆鉆/ /挖孔灌注樁檢測(cè)挖孔灌注樁檢測(cè)4.3.2 成孔質(zhì)量檢測(cè)4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.1 樁身完整性 夾泥夾泥 斷裂斷裂 縮頸縮頸 擴(kuò)徑擴(kuò)徑 混凝土離析混凝土離析 樁底混凝土密實(shí)較差等樁

7、底混凝土密實(shí)較差等 4.3 4.3 鉆鉆/ /挖孔灌注樁檢測(cè)挖孔灌注樁檢測(cè)4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.2 樁身質(zhì)量檢測(cè)方法 鉆芯檢驗(yàn)法 振動(dòng)檢驗(yàn)法 敲擊法與錘擊法、穩(wěn)態(tài)激勵(lì)機(jī)械阻抗法、 瞬態(tài)激勵(lì)機(jī)械阻抗法、水電效應(yīng)法 超聲脈沖檢驗(yàn)法 射線法4.3 4.3 鉆鉆/ /挖孔灌注樁檢測(cè)挖孔灌注樁檢測(cè)4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 基本原理： 在樁頂豎向激勵(lì)下，彈性波沿樁身傳在樁頂豎向激勵(lì)下，彈性波沿樁身傳播，在明顯存在波阻抗界面（如樁底、斷播，在明顯存在波阻抗界面（如樁底、斷樁、離析等部位）

8、或樁身截面變化（縮頸、樁、離析等部位）或樁身截面變化（縮頸、擴(kuò)徑）部位，將產(chǎn)生反射波。擴(kuò)徑）部位，將產(chǎn)生反射波。4.3 4.3 鉆鉆/ /挖孔灌注樁檢測(cè)挖孔灌注樁檢測(cè)4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè) 補(bǔ)充：機(jī)械補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念波的基本概念波：波： 電磁波與機(jī)械波電磁波與機(jī)械波電磁波：電磁波：無(wú)線電波、紫外線、倫琴射線、可見(jiàn)光等無(wú)線電波、紫外線、倫琴射線、可見(jiàn)光等機(jī)械波：機(jī)械波：水波、聲波、超聲波水波、聲波、超聲波機(jī)械波的頻率表征機(jī)械波的頻率表征 聲聲 波：波：20Hz20Hzff20kHz20kHz 次聲波：次聲波： f f20Hz20Hz 超聲波：超聲波

9、： f f20kHz20kHz4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè) 補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念超聲波的應(yīng)用：超聲波的應(yīng)用： 醫(yī)療診斷；鋼筋探傷；醫(yī)療診斷；鋼筋探傷；混凝土檢測(cè)等?；炷翙z測(cè)等?；炷翙z測(cè)：混凝土檢測(cè)： 混凝土強(qiáng)度推定；混凝土內(nèi)部缺陷測(cè)定?；炷翉?qiáng)度推定；混凝土內(nèi)部缺陷測(cè)定。原理：原理：通過(guò)發(fā)射的超聲波在待檢測(cè)混凝土中的傳播，所接收通過(guò)發(fā)射的超聲波在待檢測(cè)混凝土中的傳播，所接收 的超聲波的的超聲波的波速、振幅、頻率和波形波速、振幅、頻率和波形等波動(dòng)參數(shù)與所等波動(dòng)參數(shù)與所 檢測(cè)混凝土的檢測(cè)混凝土的力學(xué)參數(shù)力學(xué)參數(shù)（彈性模量、泊松比、剪切模（彈性模量、泊松比、剪

10、切模 量）有直接關(guān)系；同時(shí)，與混凝土量）有直接關(guān)系；同時(shí)，與混凝土內(nèi)部缺陷內(nèi)部缺陷性質(zhì)（斷性質(zhì)（斷 裂、空洞等）有關(guān)。裂、空洞等）有關(guān)。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè) 補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念振動(dòng)與波振動(dòng)與波 振動(dòng)：振動(dòng)：是波動(dòng)產(chǎn)生的能源；是波動(dòng)產(chǎn)生的能源；波動(dòng)：波動(dòng)：是振動(dòng)傳播的過(guò)程。是振動(dòng)傳播的過(guò)程。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè) 補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念連續(xù)波與脈沖波連續(xù)波與脈沖波 連續(xù)波 脈沖波4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念波的分類波的分類 1 1、縱波（、縱波（L L波，

11、壓縮波、疏密波）波，壓縮波、疏密波） 縱波可在任何彈性介質(zhì)中（氣體、液體、固體）傳播縱波可在任何彈性介質(zhì)中（氣體、液體、固體）傳播 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念波的分類波的分類 2 2、橫波（、橫波（T T波、波、S S波、切變波）波、切變波） 在氣體和液體中不能傳播橫波（形變而體積不變）在氣體和液體中不能傳播橫波（形變而體積不變）4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念波的分類波的分類 3 3、表面波（瑞利波、表面波（瑞利波、R R波）波） 介質(zhì)表面的質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生縱向振動(dòng)和橫向振動(dòng)，形成橢圓介質(zhì)表

12、面的質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生縱向振動(dòng)和橫向振動(dòng)，形成橢圓 軌跡的振動(dòng)（其振幅隨著深度的增加而迅速減小）。軌跡的振動(dòng)（其振幅隨著深度的增加而迅速減?。?。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念波的分類波的分類 4 4、板波（蘭姆波、板波（蘭姆波、P P波）波） 無(wú)限長(zhǎng)寬的彈性板狀介質(zhì)表面的質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生縱向振動(dòng)和無(wú)限長(zhǎng)寬的彈性板狀介質(zhì)表面的質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生縱向振動(dòng)和 橫向振動(dòng)，形成橢圓軌跡的振動(dòng)（板厚與波長(zhǎng)相當(dāng)）。橫向振動(dòng)，形成橢圓軌跡的振動(dòng)（板厚與波長(zhǎng)相當(dāng)）。 板波與表面波不同，其是在板狀彈性介質(zhì)中傳播的彈板波與表面波不同，其是在板狀彈性介質(zhì)中傳播的彈 性波；板波的傳播受到兩個(gè)界

13、面的束縛，從而形成對(duì)稱型性波；板波的傳播受到兩個(gè)界面的束縛，從而形成對(duì)稱型 （S S型）和非對(duì)稱型（型）和非對(duì)稱型（A A型）兩種情況。型）兩種情況。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)對(duì)稱型 非對(duì)稱型4 4、板波（蘭姆波、板波（蘭姆波、P P波）波）5 5、其他波形、其他波形 彎曲波、爬波、楔波等彎曲波、爬波、楔波等4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念波動(dòng)方程波動(dòng)方程 或或由于波長(zhǎng)、波速與頻率的關(guān)系由于波長(zhǎng)、波速與頻率的關(guān)系 ，則波數(shù)，則波數(shù))(coscxtAyfc 2c2ck)cos(kxtAy4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充

14、：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念波的形式：波的形式： 平面波；平面波； 球面波；球面波； 柱面波柱面波4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念波的特性：波的特性： 1 1、波的疊加與干涉、波的疊加與干涉 2 2、駐波、駐波 3 3、波的衍射（惠更斯原理）、波的衍射（惠更斯原理）4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念聲場(chǎng)及其特征量聲場(chǎng)及其特征量 1 1、聲壓、聲壓（帕斯卡（帕斯卡, ), ) 聲壓的量值表示：平均值、瞬時(shí)值、有效值、最大值等聲壓的量值表示：平均值、瞬時(shí)值、有效值、最大值等 2 2、聲

15、阻抗、聲阻抗 3 3、聲強(qiáng)度、聲強(qiáng)度2/11mNPa cvtAcp)cos(cZcpZpImm221224 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念聲場(chǎng)及其特征量聲場(chǎng)及其特征量 4 4、聲壓與聲強(qiáng)的分貝表示、聲壓與聲強(qiáng)的分貝表示 聲強(qiáng)級(jí)聲強(qiáng)級(jí) （BelBel，貝爾），貝爾） 5 5、聲速聲速212110lglogIIIIIL)(lg1021dBIIIL /EKv 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念異質(zhì)界面異質(zhì)界面 液體液體/ /固體；氣體固體；氣體/ /液體；固體液體；固體/ /固體等固體等波的反射波的反

16、射4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念波的折射波的折射4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念超聲波傳播過(guò)程的衰減因素超聲波傳播過(guò)程的衰減因素 由聲束擴(kuò)散引起的衰減；由聲束擴(kuò)散引起的衰減； 由聲束散射引起的衰減；由聲束散射引起的衰減； 由介質(zhì)吸收引起的衰減。由介質(zhì)吸收引起的衰減。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念超聲波的獲取超聲波的獲取 電聲換能器（直探頭）電聲換能器（直探頭） 1-金屬蓋 2-絕緣柱 3-接觸座 4-導(dǎo)線螺桿 5-接線片 6-晶片座 7

17、-金屬外殼 8-晶片 9-保護(hù)膜 10-接地銅圈11-吸收塊4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波的基本概念超聲波的獲取超聲波的獲取 電聲換能器（斜探頭、喇叭探頭）電聲換能器（斜探頭、喇叭探頭） 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：機(jī)械波基本概念補(bǔ)充：機(jī)械波基本概念應(yīng)力波：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(kāi)去， 這種擾動(dòng)傳播的現(xiàn)象稱為應(yīng)力波。波阻抗：波阻抗：式中： 密度； c應(yīng)力波速； A樁橫截面積。CAZ4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：應(yīng)力波在樁中的傳播補(bǔ)充：應(yīng)力波在樁中的傳播激激

18、 勵(lì)：勵(lì)：手錘錘擊樁端面（點(diǎn)振源）。傳播介質(zhì)：傳播介質(zhì)：樁L遠(yuǎn)大于樁徑D（一維直桿）。 波波 傳傳 播：播：應(yīng)力波以錘擊點(diǎn)為中心半球向外傳播，當(dāng)應(yīng)力 波傳播至樁身一定距離s后（一般s1D-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的傳播。 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：一維桿應(yīng)力波波動(dòng)方程補(bǔ)充：一維桿應(yīng)力波波動(dòng)方程022222xuctu0EC式中：C應(yīng)力波在樁身中的傳播速度（一維波速）。Question: 導(dǎo)出波動(dòng)方程（Try)。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：補(bǔ)充：應(yīng)力波在自由端應(yīng)力波在自由端完整樁完整樁中的傳播中的傳播4

19、4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：補(bǔ)充：應(yīng)力波在自由端應(yīng)力波在自由端完整樁完整樁中的傳播中的傳播反射波與入射波同相位同相位( (無(wú)障礙進(jìn)入）無(wú)障礙進(jìn)入）TV4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：補(bǔ)充：應(yīng)力波在自由端應(yīng)力波在自由端完整樁完整樁中的傳播中的傳播樁底反射與入射波同相位同相位4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：補(bǔ)充：應(yīng)力波在固定端應(yīng)力波在固定端完整樁完整樁中的傳播中的傳播4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：補(bǔ)充：應(yīng)力波在固定端應(yīng)力波在固定端完整樁完整樁中的傳播中的傳播入射波與反射波反相位反相位4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：補(bǔ)充：應(yīng)力波

20、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樁底反射波與入射波反相位反相位4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：補(bǔ)充：應(yīng)力波在應(yīng)力波在波阻抗減小波阻抗減小樁中的傳播樁中的傳播4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)樁截面減小與樁底:反射波與入射波同相位同相位補(bǔ)充：補(bǔ)充：應(yīng)力波在應(yīng)力波在波阻抗減小波阻抗減小樁中的傳播樁中的傳播TVL4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)縮徑縮徑：反射波與入射波同相位；擴(kuò)徑：同相位；擴(kuò)徑：反射波與入射波反相位反相位補(bǔ)充：補(bǔ)充：應(yīng)力波在應(yīng)力波在波阻抗減小波阻抗減小樁中的傳播樁中的傳播TVL4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：補(bǔ)充：應(yīng)力波在應(yīng)

21、力波在波阻抗增大波阻抗增大樁中的傳播樁中的傳播4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：補(bǔ)充：應(yīng)力波在應(yīng)力波在波阻抗增大波阻抗增大樁中的傳播樁中的傳播TVL樁底與擴(kuò)徑：樁底與擴(kuò)徑：反射波與入射波反相位反相位4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：補(bǔ)充：應(yīng)力波在應(yīng)力波在波阻抗增大波阻抗增大樁中的傳播樁中的傳播縮頸與樁底：縮頸與樁底：反射波與入射波同相位；擴(kuò)徑：同相位；擴(kuò)徑：反射波與入射波反相位反相位TVL4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)補(bǔ)充：補(bǔ)充：應(yīng)力波在樁中的傳播距離應(yīng)力波在樁中的傳播距離整樁平均波速C擴(kuò)徑位置L1擴(kuò)徑范圍（L2L1）TVLL1L2T1T2T3T4142TTL

22、C2121TTCL2)(2312TTCLL4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)式中：p縱波在樁中傳播速度； E柱樁彈性模量； 柱樁質(zhì)量密度； L柱樁長(zhǎng)度； tp接收樁底發(fā)射波的時(shí)間。bptlv2Evp4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 基本原理4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)式中： Ls缺陷截面距樁頂距離； pm同類柱樁縱波傳播平均速度； tb接收反射波的時(shí)間。2bpmstvL4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 斷樁截面位置檢測(cè)sL4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 實(shí)測(cè)曲線判讀基本方法4

23、 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 實(shí)測(cè)曲線判讀基本方法4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 應(yīng)力反射法所能檢測(cè)到的現(xiàn)象4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 應(yīng)力反射法不能檢測(cè)到的現(xiàn)象4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 應(yīng)力反射法檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)測(cè)樁輕便、速度快(50-200根/日)、價(jià)格便宜；可以檢測(cè)到距樁頂較近部位的缺陷(相比高應(yīng)變)；可以檢測(cè)到輕微缺陷（相比高應(yīng)變）；準(zhǔn)備簡(jiǎn)便；操作簡(jiǎn)單；經(jīng)驗(yàn)豐富。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3

24、.3.3 應(yīng)力波反射法 應(yīng)力反射法檢測(cè)的局限性局限性測(cè)樁的長(zhǎng)度受到一定限制（100m以內(nèi)）；樁身有多個(gè)缺陷時(shí)，一般只能檢測(cè)到最上面的缺陷（對(duì)深 部缺陷不易測(cè)出）；難以對(duì)缺陷進(jìn)行定量描述；只能判斷缺陷在某一截面的平均效應(yīng)；不能提供單樁承載力；當(dāng)樁側(cè)阻力很大時(shí)，樁底反射難于看到；無(wú)法檢測(cè)樁底沉渣厚度。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 測(cè)試儀器設(shè)備速度傳感器4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 測(cè)試儀器設(shè)備組合手錘4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 測(cè)試儀器設(shè)備RSM-PRT低應(yīng)變儀4 4 橋涵工程

25、基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 測(cè)試儀器設(shè)備儀器采集界面4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 測(cè)試儀器設(shè)備波形處理界面4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4.3.3.3 應(yīng)力波反射法 實(shí)例錨桿長(zhǎng)度測(cè)試Question: 錨桿長(zhǎng)度測(cè)試是否可用超聲波？4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)雙孔檢測(cè) 單孔檢測(cè) 樁外孔檢測(cè)4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4.3.3.4 超聲波透射法 檢測(cè)方式4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4.3.3.4 超聲波透射法 檢測(cè)設(shè)備聯(lián)接4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程

26、基礎(chǔ)檢測(cè)聲時(shí)值；波幅；接受信號(hào)的頻率變化；接受信號(hào)的畸變。 4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4.3.3.4 超聲波透射法 樁基缺陷判斷物理量 注：信號(hào)波形與頻率變化關(guān)系。注：信號(hào)波形與頻率變化關(guān)系。4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4.3.3.4 超聲波透射法 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)（聲波覆蓋區(qū)域） 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4.3.3.4 超聲波透射法 混凝土內(nèi)超聲波傳播時(shí)間計(jì)算 式中：D檢測(cè)管外徑(mm)； d檢測(cè)管內(nèi)徑(mm)； dT換能器外徑(mm)； vt檢測(cè)管傳播聲速(km/s)； vw水中傳播聲速(km/s)； tM聲時(shí)修正值(s)。

27、 wTtMvddvdDt4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4.3.3.4 超聲波透射法 混凝土內(nèi)超聲波傳播時(shí)間計(jì)算 式中：t混凝土中聲波傳播時(shí)間(s) ； tp聲時(shí)值讀數(shù)(s)； t0聲波檢測(cè)儀系統(tǒng)延遲時(shí)間(s)； tM聲時(shí)修正值(s) v混凝土傳播聲速(km/s)； L聲波傳播距離（聲程）(m)。 Mptttt0tLv 聲延遲標(biāo)定直接相對(duì)法長(zhǎng)短距離法標(biāo)準(zhǔn)試棒法022011ttlttl2112210llt lt lt4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3 樁身質(zhì)量檢測(cè)4.3.3.4 超聲波透射法 混凝土內(nèi)超聲波傳播時(shí)間計(jì)算 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵

28、工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.4 超聲波透射法 檢測(cè)數(shù)據(jù)處理與判定 概率法概率法 式中：n測(cè)點(diǎn)數(shù)； ti混凝土中第i測(cè)點(diǎn)聲波傳播時(shí)間(s)； t聲時(shí)平均值； t聲時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差。Note: 通過(guò)通過(guò)t tH H曲線由程序自行處理曲線由程序自行處理。 niitnt11)(12ntnitit4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.4 超聲波透射法 檢測(cè)數(shù)據(jù)處理與判定 PSDPSD判據(jù)判據(jù) tH曲線 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè))(Hft 11iiiiiHHttStH曲線說(shuō)明：曲線說(shuō)明： 缺陷的大小(J)和位置(H)依賴于聲時(shí)。通過(guò)聲時(shí)的變化，反映出混凝土內(nèi)在質(zhì)量的變化。式中：ti混凝土

29、中第i測(cè)點(diǎn)聲波傳播時(shí)間； Hi混凝土柱樁沿深度方向的位置坐標(biāo)； SitH曲線第i測(cè)點(diǎn)的斜率。4.3.3.4 超聲波透射法 檢測(cè)數(shù)據(jù)處理與判定 PSDPSD判據(jù)判據(jù) 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)說(shuō)明：a)由于H和非缺陷混凝土的連續(xù)變化，相鄰測(cè)點(diǎn) 間的聲時(shí)差很?。?b)可形成kH曲線； c)在PSD判據(jù)值變化較大的點(diǎn)，應(yīng)祥細(xì)測(cè)試。 1211)()(iiiiiiiiHHttttSK4.3.3.4 超聲波透射法 檢測(cè)數(shù)據(jù)處理與判定 PSDPSD判據(jù)值判據(jù)值 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)臨界判據(jù)反映: 測(cè)點(diǎn)距離、 聲波穿透距離、 介質(zhì)性質(zhì)、 聲時(shí)值等參數(shù)間的關(guān)系。4.3.3.4

30、超聲波透射法 缺陷性質(zhì)說(shuō)明 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)式中：v1混凝土內(nèi)波速； ti-1混凝土中聲時(shí)； v2夾層介質(zhì)中波速； ti夾層介質(zhì)中聲時(shí)。121vLvLttii2vLti11vLtiHvvvvLHHttKiiiii22212212121)()(4.3.3.4 超聲波透射法 缺陷性質(zhì)說(shuō)明( (夾層）夾層） 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)11vLti222)2(2vLRtiHvLRLLRHHttKiiiii2122221214224)(4.3.3.4 超聲波透射法 缺陷性質(zhì)說(shuō)明( (空洞）空洞） 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)11vLti1322vRLvR

31、tiHvvvvRHHttKiiiii23212312121)(4)(4.3.3.4 超聲波透射法 缺陷性質(zhì)說(shuō)明( (蜂窩）蜂窩） 4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)細(xì)測(cè)判斷：細(xì)測(cè)判斷： 在運(yùn)用PSD判據(jù)確定有缺陷存在的區(qū)段內(nèi)，綜合運(yùn)用聲時(shí)、波幅、接收頻率(頻譜)、波形等物理量，找出缺陷所造成的聲陰影范圍，從而準(zhǔn)確的判定缺陷的位置、性質(zhì)和大小。扇形掃測(cè)4.3.3.4 超聲波透射法 缺陷性質(zhì)和大小的細(xì)測(cè)判斷4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè) 加密測(cè)點(diǎn)平行掃測(cè) 斷層位置判斷4.3.3.4 超聲波透射法 缺陷性質(zhì)和大小的細(xì)測(cè)判斷4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè) 夾層界面判斷 頸縮斷

32、面判斷4.3.3.4 超聲波透射法 缺陷性質(zhì)和大小的細(xì)測(cè)判斷4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)多因素概率分析法 綜合運(yùn)用聲時(shí)、頻率和波幅或聲速、頻率和波幅等參數(shù)，通過(guò)其總體的概率分布特征，獲得一個(gè)綜合判斷值NFP， 來(lái)判定缺陷的一種方法。4.3.3.4 超聲波透射法 多因素概率分析法4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)ZSAFvnAFvNFPiiiniiiii)(1,1,Question: 聲速、頻率和波幅等參數(shù)的影響程度不一 樣，其乘積欠考慮。4.3.3.4 超聲波透射法 多因素概率分析法 綜合判據(jù)值NFP的計(jì)算4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)樁體混凝土強(qiáng)度推定值目的 a)

33、以總體驗(yàn)收為目的，給出其余混凝土樁 體的平均強(qiáng)度值； b)以缺陷或低強(qiáng)度區(qū)強(qiáng)度驗(yàn)算為目的，給 出混凝土樁體縱向各截面的強(qiáng)度值。4.3.3.4 超聲波透射法 樁體混凝土強(qiáng)度推定4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)式中：f樁體混凝土平均強(qiáng)度換算值； v v樁體混凝土平均聲速； A、B經(jīng)驗(yàn)系數(shù)； K1測(cè)距修正系數(shù)(1.000, 1.015, 1.020, 1.023)； K2含水修正系數(shù)（一般取0.98)； K3混凝土流動(dòng)性修正系數(shù)（由試驗(yàn)確定)。321KKKAvfB4.3.3.4 超聲波透射法 樁體混凝土強(qiáng)度推定( (速度速度聲強(qiáng)）聲強(qiáng)） 樁體混凝土總體平均強(qiáng)度的推算4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋

34、涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)a)若已確定缺陷為夾砂等松散物，則該區(qū)作無(wú)強(qiáng)度處 理；b)若缺陷為混凝土低強(qiáng)度區(qū)或蜂窩狀疏松區(qū)，則該區(qū) 仍有一定的強(qiáng)度；c)若能準(zhǔn)確推定出缺陷區(qū)內(nèi)混凝土的強(qiáng)度，可給出全 樁縱向各點(diǎn)的強(qiáng)度深度曲線，其對(duì)缺陷樁的安全 性核算及修補(bǔ)方案的確定具有重要意義。4.3.3.4 超聲波透射法 樁體混凝土強(qiáng)度推定( (速度速度聲強(qiáng)）聲強(qiáng)） 說(shuō)明:4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.4 超聲波透射法 缺陷區(qū)混凝土強(qiáng)度推定( (速度速度衰減綜合法）衰減綜合法）式中：f各測(cè)點(diǎn)推算強(qiáng)度； v v各測(cè)點(diǎn)聲速； a a各測(cè)點(diǎn)衰減系數(shù)； A、B試驗(yàn)系數(shù)； K1測(cè)距修正系數(shù)； K2含水修正系數(shù)； K3混凝土流動(dòng)性修正系數(shù)。)(2321BavAKKKf4 4 橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)橋涵工程基礎(chǔ)檢測(cè)4.3.3.4 超聲波透射法 灌注樁混凝土質(zhì)量評(píng)價(jià)式中：fcui全樁各測(cè)點(diǎn)混凝土強(qiáng)度換算值； n n全樁測(cè)點(diǎn)總數(shù)，n25； mfcun個(gè)測(cè)點(diǎn)強(qiáng)度換算值的平均值； n0全樁各測(cè)點(diǎn)強(qiáng)度換算值中不低于要求等級(jí)的 組數(shù)。（參見(jiàn)p89,表22