论文摘要
在当前的实际工程中,进行基桩缺陷定量分析仍然存在一定难度。为了建立考虑桩土相互作用的低应变基桩缺陷定量分析方法,本文进行了以下几方面的工作:依据一维波动理论建立并求解了低应变基桩阻尼波动方程。为了分析不同参数对速度波沿桩身衰减过程的影响,利用得到的解析解进行了正交试验。试验结果表明,针对不同工程情况可以在速度波波幅比与桩土相互作用阻尼系数之间建立一致的函数关系。进一步针对特定试验情况,建立了速度波波幅比与阻尼系数的相关关系,据此提出了依据桩顶速度响应确定桩土相互作用阻尼系数的方法。结合速度波沿桩身传播过程中的衰减规律和波阻抗变化处的能量分配关系,分析速度波的传播过程,进而针对不同缺陷个数和不同桩侧土分层条件得到了基桩缺陷定量分析的关系式。针对6种桩侧土进行桩土相互作用模型试验,实际测定了试验土在不同状态时的桩土相互作用阻尼系数。进而对应模型试验进行剪切波速试验,依据试验结果建立了阻尼系数和剪切波速之间的相关关系。利用理论公式确定实测阻尼系数相应的理论阻尼系数,结果表明,理论阻尼系数应用于实际工程时需要进行修正,修正系数是剪切波速的函数。另外,高应变阻尼系数结果相对实测阻尼系数有一定误差。为了将依据剪切波速确定阻尼系数的方法推广到其他种类土,重新选择了两种砂土进行完整桩模型试验和剪切波速试验,结果表明,计算得到的阻尼系数与试验测得的结果基本一致。利用计算阻尼系数和基桩缺陷定量分析关系式对均质土中缺陷模型桩进行缺陷定量分析,结果表明,计算得到的缺陷程度与实际缺陷程度基本一致。利用小波分析方法处理基桩动测信号,发现单支重构得到的逼近信号中可以凸显桩深部微弱信号。
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中文摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 引言1.2 现有的基桩完整性检测方法1.2.1 钻芯法1.2.2 声波透射法1.2.3 高应变法1.2.4 机械阻抗法1.2.5 低应变反射波法1.3 基桩缺陷的定量分析方法1.3.1 高应变方法1.3.2 时域分析法1.3.3 WANG-PIP 法1.3.4 拟合衰减系数法1.3.5 近似振源法1.3.6 阻尼系数拟合法1.4 桩侧土阻尼系数研究现状1.4.1 Case 阻尼系数1.4.2 波形拟合法确定的阻尼系数1.4.3 依据土性参数确定阻尼系数1.4.4 利用经验公式确定的阻尼系数1.5 本文主要研究工作第二章 桩纵向振动的定解问题及其解析解2.1 桩纵向振动的定解问题2.2 瞬态冲击力的叠加过程2.3 稳态振动力作用下桩纵向振动的解析解2.4 瞬态振动力作用下桩纵向振动的解析解2.5 本章小结第三章 桩纵向振动解析解的应用3.1 速度波沿桩身的衰减规律3.1.1 速度波沿桩身的传播过程3.1.2 速度波沿桩身的衰减规律3.2 利用正交试验方法分析速度波沿桩身衰减规律3.3 桩顶速度波衰减规律研究3.4 本章小结第四章 基桩缺陷定量分析模型的建立4.1 波在缺陷面的透射和反射4.2 均质土中单缺陷桩的缺陷定量分析方法4.3 成层土中单缺陷桩的缺陷定量分析方法4.4 多缺陷桩的缺陷定量分析方法4.5 本章小结第五章 桩土相互作用的模型试验5.1 试验简介5.1.1 试验土的性质5.1.2 试验模型桩5.1.3 试验装置和试验步骤5.2 试验结果及分析5.3 本章小结第六章 土的剪切波速与桩土相互作用阻尼系数的相关关系6.1 土的剪切波速试验6.2 剪切波速试验结果6.3 剪切波速和阻尼系数的相关关系6.4 本文试验结果与其它方法确定的阻尼系数的关系6.5 应用土层剪切波速进行缺陷定量分析的可行性分析6.6 本章小结第七章 基桩缺陷定量分析关系式的应用7.1 桩的缺陷定量分析模型试验7.1.1 模型桩7.1.2 试验装置7.1.3 试验土的物性指标7.1.4 试验步骤7.2 桩侧土为砂土Ⅲ时的试验结果7.2.1 完整桩模型试验7.2.2 扩颈桩模型试验7.2.3 缩颈桩模型试验7.3 桩侧土为砂土Ⅳ时的试验结果7.3.1 完整桩模型试验7.3.2 扩颈桩模型试验7.3.3 缩颈桩模型试验7.4 本章小结第八章 利用小波分析方法研究桩深部微弱信号8.1 小波变换的基本概念8.1.1 连续小波变换8.1.2 连续小波变换的离散化8.1.3 多分辨分析与Mallat 算法8.2 小波变换在处理长桩深部信号中的应用8.2.1 小波函数的选择8.2.2 利用 Db6 小波分析微弱基桩响应信号8.3 本章小结第九章 结论与展望9.1 结论9.2 展望参考文献发表论文和科研情况说明致谢
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