低應變樁基檢測數(shù)值模擬研究及多缺陷小波分析.pdf

1、隨著我國建筑工程事業(yè)的蓬勃發(fā)展，樁基礎已成為一種重要的基礎形式。但是許多機械成孔的混凝土灌注樁常出現(xiàn)縮頸、離析、斷裂等缺陷，影響樁基承載力及上部結構的安全，嚴重者甚至使基樁失去承載能力。因此，樁基的完整性檢測是工程界十分關心的問題。低應變反射波法是目前最常用的樁基完整性檢測法，資料分析方法主要靠時域圖和頻域圖直觀分辨，定性評價，很多情況下其精度和可靠性不能滿足工程需要。為改進目前存在的一些問題，本文采用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場測試相結合

2、的方法。研究內容和研究成果主要包括以下幾個方面：
　　(1)在數(shù)值模擬方面，本文利用ANSYS/LS-DYNA軟件建立樁基檢測模型。發(fā)現(xiàn)用它得到的反射波信號比使用ABAQUS軟件得到的信號包含的干擾信號較少，從而使用它能更加準確地判斷樁長和缺陷的位置。為了能對現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)進行很好地處理，根據(jù)MATALB中圖形用戶界面GUI的設計原則和一般制作步驟編制出一道低應變反射波法樁基檢測數(shù)據(jù)分析軟件。該軟件除了能夠求出速度時程曲線、速度幅頻

3、圖以及對信號進行濾波處理外，它的主要特色包括：把所有的處理結果都放在一個界面內顯示，從而使界面更加友好；可以對某測點檢測得到的加速度時程曲線疊加求平均（對不理想的信號可以直接刪除后求平均），這樣可以降低信號的信噪比；在幅頻圖的基礎上求出倒頻譜圖，從而為準確地判斷樁長和缺陷的位置提供依據(jù)。
　　(2)通過改變樁長、樁徑、彈性波速、落錘高度、錘子材料和樁土阻尼系數(shù)六個參數(shù)的值，除了得到它們與樁底反射波振幅之間的定性關系外，研究還發(fā)現(xiàn)了

4、它們與頻率之間的定性關系，利用它們可以為實際工程中準確地判斷樁長及缺陷的位置和類型提供可靠的依據(jù)。
　　(3)為了解決目前存在的利用時域圖和頻域圖的直觀分辨不能準確地判斷樁身多缺陷的位置和類型這個問題，本文通過在MATLAB小波工具箱中選擇比較合適的小波基函數(shù)對用數(shù)值模擬得到的多缺陷樁基檢測數(shù)據(jù)進行小波變換，發(fā)現(xiàn)從變換后得到的時－頻細節(jié)信息和小波系數(shù)線及其最大值中可以得到反映樁身中應力波傳播的更多有用信息，消除了由實測信號直接讀取