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土的力学模型 （一）、桩侧静阻力弹塑性模型 高应变动力试桩时，在重锤的冲击下，桩 产生动位移，引起桩侧土和桩端土的变 形，并产生静、动土阻力。根据土力学原 理，所采用的某桩侧土单元中土的静阻力 与变形关系如图所示。 卸荷回弹极限阻力Unk=- Un×RUK 极 限 加 荷 阻 力 RUKU KUK 反复加荷程度RLk UK ksk 加荷弹限QSk 卸荷弹限=QSk×CSk 桩侧土静阻力与变形关系 土的力学模型 （二）桩端静阻力弹塑性模型 桩端土的静阻力与变形的关系见图 其中Un为零。 桩端土静阻力与变形关系 RUt RLt 土隙gt 加荷弹限Qt 卸荷弹限=Qt×Ct Ut kt 目前曲线拟合法主要用 专门的拟合软件来实现 （PSP-WAP） 简单举例 简单举例 简单举例 四 钻孔取芯法 误差来源分析 （7） 桩身条件的误差 桩身作为应力波传播的载体，是高应变法必须研究的对 象。桩身条件的好坏直接关系到阻力分析结果的精度。桩头 混凝土强度不高而被重锤击碎，安装点混凝土质量欠佳等都 会影响传感器所测数据的准确性。 桩身条件不好也会引起波速误差。由于混凝土是一种复 合的多孔材料，是一种非均质体，波速的取值不仅与其用料、 龄期、养护方式等自身因素有关，还与诸如冲击水平、桩周 土性质、桩长等有关，对于现场钻孔灌注桩，影响因素就更 多而波速的误差会成倍地反映到计算承载力上。 误差来源分析 （8）对力的测量测试误差 由于混凝土本身的非线性（E=dσ/dε≠常数），低力水 平下的弹性模量高于高应力水平下的弹性模量。所以冲击应力 水平越高，力信号中的非线性成份也就越大，如低应变测试得 到的波速比高应变测试得的高就属于这种情况。 打入式混凝土预制桩在沉桩过程中已历经反复的高应力锤 击，混凝土的非线性大体上已消除，因此高应变检测时的锤击 应力水平只超过沉桩时的应力水平，其非线性可以忽略。 对灌注桩锤击应力水平较高，混凝土的非线性会多少表现 出来，因而预制桩的测试误差比灌注桩要低。由于灌注桩的混 凝土强度低，施工离异程度大，安装传感器的桩侧表面不和锤 击偏心等原因，均可产生混凝土的塑性变形而导致测力误差。 误差来源分析 （8）对力的测量测试误差 桩身弹性模量与荷载的关系曲线 误差来源分析 （9）波速大小对计算造成的误差 计算力值和阻抗时，测点处的波速相当于已知数，但是实际 过程中较准确确定测点处的波速是很困难的。 (Fm,t2 ?Z ?vm,t2) (1+ Jc) 2 (Fm,t1 + Z ?vm,t1)+ (1? Jc) 2 RSP = 误差来源分析 （10）土体性质的误差—— 歇后效应 成桩后，土层对桩的 阻力随时间而变，在 粘性土中，变化尤其 显著。动测时时间因 素对测试结果的影响 很大。 误差来源分析 （11）土体性质的误差—— 触变效应 土层对桩的阻力会因桩周附近的各种外力作用 而发生变化。高应变动测时，强有力的冲击会使桩 侧阻力下降。在进行高应变法检测时，必须保证试 桩附近一定范围内的施工作业不会产生干扰。对动 荷载敏感的粘土，测试时还应尽量保证一次锤击成 功。 误差来源分析 （12）土体性质的误差——蠕变效应 部分岩土(如页岩、变质岩)或薄持力层下面有 软夹层的情况将存在蠕变特性在维持荷载作用下， 原来预测的较高承载力可能衰减或无法承受长期荷 载。这J清况使得即使高应变测试结果很好，慢速静 荷载试验却可能通不过。 误差来源分析 （13）土体性质的误差——土体的疲劳 这一点同因土体结构改变或有效水平应力改变 而失去的土体强度没有太大区别。它是对那些过于 密实的粘土而言的，桩土界面随着锤击次数的增加 而变得更加光滑。这种影响会随时间的推移而减 小，因而复打会减少这种潜在的误差。 误差来源分析 （14）土体性质的误差——孔隙水压力的变化 桩在锤击过程中，桩周细粒土中的孔隙水压力 将会增加(由于不能快速地排泄)。增加了的孔隙水 压力使有效应力减小，减小量取决于渗透率，之后 桩周土的承载力才能重新恢复。这种影响发生在桩 侧面的情况要比发生在桩底更为常见。复打试验可 以消除这种错误的来源。 误差来源分析 （15）土体性质的误差——土体的松动 这也是一种应在使用时修正的影响，它可能在 各种类型的土中产生。土体的松动会使有效应力减 小和(或)使土的密实度降低。土的松动是由不可避 免的桩的横向运动(桩的抖动、泊松效应)和开口土 塞产生的孔隙以及桩靴过大或管桩过大的封板引起 的。 误差来源分析 （16）土体性质的误差——土体的液化作用 实践中常常过于重视或忽视这种可能性。