基桩检测低应变重点培训课件.ppt

4.4 锤击装置 信号激振是检测工作的重要环节之一，对激振的要求有三点： （1）产生一定能量的应力波沿桩身传递； （2）激振信号的脉冲宽度需人为加以控制。注意：不同宽度的激振脉冲，对桩身不同部位的反射波信号的拾取有明显的影响。 （3）激振应避免产生杂波信号，其锤击效果较大程度取决于试验人员的经验。 现场检测及注意事项 （1）安装全部测试设备，并应确认各项仪器装置处于正常工作状态。 （2）在测试前应正确选定仪器系统的各项工作参数，使仪器在设定的状态下进行试验。 （3）在瞬态激振试验中，重复测试的次数应不少于3次。 （4）在测试过程中应观察各设备的工作状态，当设备均处于正常状态，则该次测试有效。 （5）采用力棒，激振能量的可控性和信号重复性都比用锤敲击效果好。但在使用力棒时，由于力棒较重，很容易造成二次冲击，引起信号失真，故应特别注意。 6）现场敲锤的人员，该人员应该经过专门的训练，不宜在现场找民工敲锤，否则虽然也能采集到信号，但由于敲锤的轻重、落锤的垂直度、落距等不易掌握，必然会影响采集信号的效果，从而影响到后期分析的准确性。现场击锤人员应相对固定，尽可能进行相应训练，熟练掌握敲击的轻重、垂直度等。 （7）手锤的手柄不应太长，否则易产生横向振动。 （8）无论是短柄的尼龙锤亦或力棒，敲击力要集中，锤击的方向都应该始终竖直向下，使振动模式单一；激振时应短促有力，干脆、利索，不要拖泥带水，理想的脉冲应为半正弦波。 （9）激振能量要适当，激振能量以能看到桩底反射的前提下尽量小 。 五、信号分析与处理 5.1 影响因素 （1）桩周土的工程性质。 （2）桩端土的工程性质差异，会影响到波的透射能量和反射能量的分配。 （3）振源激发波的频率，一般频率高，分辨率高，衰减快，探测深度浅，频率低，分辨率低，衰减慢，探测深度大。 （4）激发能量，一般波能大，传播远，探测深度大，反之则相反； （5）各种波动干扰当反射波能量和桩底噪声处于同一级别时，就无法进行区分，所以要提高仪器的抗干扰能力，或进行数据叠加处理，消除随机干扰； （6）检测仪器的主机和传感器的灵敏度、主频也是重要影响因素。 （7）检测人员的业务水平和检测经验是影响最终检测质量的关键因素。 5.2 数据处理 5.2.1数字滤波 滤波是波形分析处理的重要手段之一，是对采集的原始信号进行加工处理，它是为了将测试信号中无用的或次要成分的波滤除掉，使波形更容易分析判断 。 建议：低通滤波频率不宜低于2000Hz。 5.2.3 旋转 由于漂移特性和土阻力方面的原因，可能自某一点开始出现线性漂移，以至于波形负向成份较多，不够美观，尾部不归零。 5.2.4叠加平均叠加平均是消除随机噪声，提高信噪比的有效手段。 5.3 桩周土影响 桩周土阻力对波形的影响： （1）导致应力波迅速衰减，检测时有效测试深度减少； （2）影响缺陷反射波的幅值，使缺陷分析时的误差加大。 （3）在软硬土层交界处及附近产生土阻力波，干扰桩身反射波，土阻力反射波与桩身缺陷反射波易混淆，从而做成误判。 如果不考虑桩周土层对所采集曲线的影响，不了解桩侧的土质情况，有时会造成误判： （1）桩周土层的土力学性能越好，应力波衰减的速度越快。影响缺陷反射波的幅值，造成基桩完整性判别的困难。 （2）在硬土层处将会产生类似扩径的反射波，在软土层处将会产生类似缩径的反射波。 5.2.2指数放大 指数放大可以在确保入射波信号不削波的情况下，使底部信号得以清晰地显现出来。具体地讲，就对中下部信号按指数函数进行放大，起始时刻定为（0.4～0.6）L/c，起始时刻的放大倍数为1。但是，指数放大导致波形失真，过分突出了桩深部的缺陷，甚至可能“制造”出一个桩底反射。 总结 平均多锤数据 (减少随机噪音) 使用放大函数 (补偿由于阻尼和土阻力等造成的信号能量损失) 使用高通滤波器(HI) 或旋转(PV) 来减少低频成分（由土阻力、信号漂移等造成） 使用低通滤波器来减少高频噪音 （5）桩底扩大头，如图4-17所示。 2.3 算例分析 分析以下三种情况： （1）桩身不存在任何阻抗变化； （2）桩身存在阻抗变化且仅有一个界面； （3）桩身存在两个阻抗变化界面。 桩身的阻抗由桩身材料的密度，面积以及在桩身中传播的弹性波速的乘积求得的，假定桩顶输入一个三角脉冲信号，而桩身是一根匀质弹性杆件，处于自由状态，长度为L。 图10 桩身阻抗不发生变化 （1）桩身阻抗不发生变化