岩土工程监测及检测实验指导书.pdf

《岩土工程监测与检测》 课程实验指导书 专 业 _________________________ 班级学号 _________________________ 姓 名 _________________________ 指导教师 _________________________ 学 期_________________________ 南京工业大学土木工程学院 目 录 实验一：基桩的低应变动测实验………………………………………………………3 实验二：土压力量测实验………………………………………………………………7 实验三：孔隙水压力量测实验…………………………………………………………10 实验四：土体深层水平位移测实验……………………………………………………13 2 实验一 基桩的低应变动测实验 一、实验目的 基桩的低应变动测就是通过对桩顶施加激振能量，引起桩身及周围土体的微幅振动，同时用仪 表量测和记录桩顶的振动速度和加速度，利用波动理论或机械阻抗理论对记录结果加以分析。从而 达到检验桩基施工质量、判断桩身完整性、判定桩身缺陷程度及位置等目的。 本实验主要介绍在工程中应用比较广泛的反射波法。了解基桩的低应变试验原理和试验方法， 熟悉试验设备的安装方法和仪器的使用方法，掌握测试成果的分析和桩身完整性的判定方法。 二、基本原理 埋设于地下桩的长度要远大于其直径，因此可将其简化为无侧限约束的一维弹性杆件，在桩顶 初始扰力作用下产生的应力波沿桩身向下传播并且满足一维波动方程： 2 2 ∂ u 2 ∂ u 2 c 2 (1) ∂t ∂x 式中 u──x 方向位移(m) ； c──桩身材料的纵波波速(m/s) 。 弹性波沿桩身传播过程中，在桩身夹泥、离析、扩颈、缩颈、断裂、桩端等桩身阻抗变化处将 会发生反射和透射，用记录仪记录下反射波在桩身中的传播的波形,通过对反射波曲线特征的分析即 可对桩身的完整性、缺陷的位置进行判定，并对桩身混凝土的强度进行评估。 三、仪器设备 用于反射波法桩基动测的仪器一般有传感器、放大器、滤波器、数据处理系统以及激振设备和 专用附件等。 1 传感器 传感器是反射波法桩基动测的重要仪器，传感器一般可选用宽频带的速度或加速度 传感器。速度传感器的频率范围宜宽为 10Hz ～500Hz ，灵敏度应高于 300mv/cm/s 。加速度传感器 的频率范围宜为 1Hz ～10kHz，灵敏度应高于 100mv/g。 2 放大器 放大器的增益应大于 60dB ，长期变化量小于 1%，折合输入端的噪声水平应低于 3 μv ，频带宽度应宽于 1Hz～20kHz ，滤波频率可调。模数转换器的位数至少应为 8bit，采样时间间 隔至少应为 50～1000 μs，每个通道数据采集暂存器的容量应不小于 1kbit 多通道采集系统应具有良 好的一致性，其振幅偏差应小于 3% ，相位偏差应小于 0.1ms 。 3 激振设备 激振设备应有不同材质、不同重量之分，以便于改变激振频谱和能量，满足不同 的检测目的。目前工程中常用的锤头有塑料头锤和尼龙头锤，它们激振的主频分别为 2000Hz 左右 和 1000Hz 左右；锤柄有塑料柄、尼