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反射波法 检测基桩完整性 2014年06月 反射波检测基桩完整性 基本原理 仪器设备 现场检测 工程实例 基本原理—— 基本假设 连续弹性的一维均质杆件（DλL） 不考虑桩周土体对沿桩身传播应力波 的影响 桩在变形时横截面保持为平面，沿截 面有均布的轴向应力 满足以上假定条件时，桩可视为一维杆件 基本原理—— 波的传播 当在桩顶垂直施加一瞬时作用力后，桩的端面 上的质点受力后产生振动，而振动的传播就形 成了波，此时弹性波就会沿着桩身进行传播。 •检测桩身混凝土 1、激振产生的是半 的完整性 球面波，要求垂直 激振，只产生纵波； •推定缺陷类型及 2、因波长较长，远 其在桩身中的位置 离桩头后可按准平 面波考虑； 3、近桩头部位有斜 入射发生，会有折 射纵波P、折射横波 S，向桩身外传播； 4、垂直入射的纵波 传播至桩底，再向 上反射。 基本原理—— 波的传播 折射及折射损失：折射损失主要在桩头附近产生； 土层越硬，折射损失越大，反射信号越弱。 衰减损失：高频成份会不同程度的衰减。 桩不是完全弹性的，桩身存在内阻尼 桩是埋入土中，桩侧土的阻力，同样产生弹性波的 衰减 反射、透射及反射损失：桩身内出现缺陷的部位及 桩底均存在波阻抗界面，均会产生反射及透射 基本原理—— 基本公式 阻抗Z = EA/C = ρAC E: 弹性模量 C: 波速 A: 截面积 ρ: 密度 质点力与速度的关系: F=ZV F↑=[(Z2-Z1)/(Z2+Z1)]F↓ V↑=[(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]V↓ ρ C A −ρ C A 反射系数 R 1 1 1 2 2 2 缺陷反射波波 v ρ C A +ρ C A 幅的大小与缺 1 1 1 2 2 2 2ρ C A 陷尺寸有关 透射系数 R 2 2 2 T ρ C A +ρ C A 1 1 1 2 2 2 基本原理—— 缩径（颈） A2A1, ρ2=ρ1, C2=C1 So that, Z2Z1 Z1-Z20 Z1 [(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]V↓0 F ↓, v ↓ F↑, v↑ V↑ V↓in the same 1 1 direction A1 A2