高应变检测原理
基桩动力检测高应变检测技术基本原理
多年来，我国不少应用单位对Case法进行了有益的探索，提出了适用本地区情况的Jc值，修改了PDI公司的给定值，这里给出了几组有代表性的Jc值。
（4-5）
由质点速度的连续条件可得
（4-6）
最终可得出：
（4-7）
（六） 行波理论
（七） 土的总阻力
六、七部分详见《桩的动测新技术》（基础结构动态诊断）中的相关内容。
二、凯斯（Case）法
波动方程法一般指完全使用波动方程解的计算机程序在给定的锤、垫、桩、土的参数变化范围内通过程序的参数分析功能迅速绘制出多组理论承载，即以纵坐标为不同的设定桩周土总静阻力值，横坐标为假定参数计算所得的打入阻力（每击贯入度的倒数）。每组曲线的某些参数（视要求而定）为设定值，其余变量相应便形成一组曲线。确定承载力时桩的最终贯入度及锤的落高为实测，其余参数参照取用。因此从各组曲线中选出相应的承载曲线便可由打入阻力反查总静阻力。如还有动静载对比试验数据则更可作相应修正。显然这种方法对某一地区的固定施工场地有一定的适用性也极方便，因为对土质、锤的效率、垫层耗能状况等都是熟悉而稳定的，易于掌握。波动方程法更多的用途是对大型打桩工程的沉桩能力分析与预测。在纯粹的工程桩承载力事后控测中很少应用。
经过力学与数学的推导，可将上过杆的纵向振动用二阶编微分方程来描述：
整理得杆纵向振的微分方程为 （4-1）
考虑桩周土作用的完整桩纵向振动（或波动）方程
（4-2）
（二）纵波波速C
上式中的C为杆的纵向振动波沿杆的传播速度，可以理解为应力波在桩身中的传播速度，即桩基测试界道常所说的波速，它的单位为m/s，混凝土桩的正常波速约3000—4000m/s之间
桩基测试技术中所称的Case法是美国桩基动力学公司提出的一种测定桩的静极限承载力的一种简便方法。该法只在引用应力波行波理论及激发土阻力所产生的上、下行波概念方面与波动方程法一致。
高应变检测原理
高应变检测原理
嘿，咱今儿就来说说高应变检测原理这档子事儿。
你想啊，这高应变检测就像是给建筑根基做了一次超级全面的“体检”。
咱平时去医院体检，医生会用各种仪器设备来检查咱身体的状况，看看有没有啥毛病。
这高应变检测也是一样的道理呀！它就是专门来检测桩基础的健康程度的。
那它咋检测呢？就好比你是个侦探，要去找出隐藏在地下的秘密。
高应变检测就是通过给桩施加一个很大的力，就像猛地推它一下或者敲它一下，然后观察桩的反应。
这一推一敲，桩会有各种表现呢，比如说它会晃动啊，会变形啊。
就像人被推了一下可能会趔趄一下或者晃悠几下。
然后通过分析这些反应，咱就能知道这桩够不够结实，能不能稳稳地撑起上面的建筑。
你说这神奇不神奇？就这么一敲一测，就能知道这么多信息！而且啊，这高应变检测可精准啦，能发现那些隐藏得很深的问题呢。
它就像是一个超级敏锐的“小雷达”，任何细微的毛病都逃不过它的法眼。
咱再想想，要是没有高应变检测，那盖房子的时候可就有点像闭着眼睛走路，心里没底呀！万一桩有问题，等房子盖好了才发现，那可就麻烦大啦！这得花多少时间和精力去补救呀。
但有了高应变检测，就等于给我们吃了一颗定心丸，让我们知道这房子的根基是稳稳当当的。
你说这高应变检测是不是特别重要？它可不只是个简单的检测手段，它是保障建筑安全的重要一环啊！它能让我们安心地住在房子里，不用担心哪天房子会出问题。
所以啊，可别小看了这高应变检测原理，它可是建筑领域里的大功臣呢！它为我们的生活保驾护航，让我们的居住环境更加安全可靠。
难道不是吗？
原创不易，请尊重原创，谢谢!。
高应变法检测 方法
三、现场检测工作
1、准备工作
⑴收集资料
工程地质资料、建筑概况、桩位布置图，施工原始记录等， 进行现场调查，了解建筑工程特点。
⑵受检桩龄期应符合下列规定：
①受检桩的混凝土龄期达到28天或预留同条件养护试块强度 达到设计强度。 ②休止时间：砂土7天，粉土10天，非饱和粘土15天，饱和
三、现场检测工作
二、适用范围与限制条件
力学模型及其参数，而模型的建立和参数的选择只能是近似的 和经验性的，是否合理、准确需要大量工程实践经验积累来不 断完善。 灌注桩的截面尺寸和材质的非均匀性、施工的隐蔽性（干作 业成孔桩除外）及由此引起的承载力变异性普遍高于打入式预 制桩，混凝土材料应力—应变关系的非线性、桩头加固措施不 当、传感器条件差及安装处混凝土质量的不均匀性，导致灌注
一般来说，高应变法冲击荷载作用下，使桩土体系进入充分的 非弹性工作阶段，桩和桩周土之间出现瞬时的剪切破坏，从而 充分地激发桩周土对桩的全部阻力作用。
一、高应变法的检测原理
1、概述
通过采集桩身截面在冲击荷载作用下的轴向应变和桩身运动的 时程曲线，获得该截面的轴向内力F(t)和轴向运动速度v(t),从 而观察到应力波在桩身中的传播过程。运用一维波动方程对桩 身阻抗和土阻力进行分析和计算,以判定桩身完整性和单桩承载 力。
且桩头截面尺寸应与桩身截面尺寸相同； ③桩头主筋应全部直通至桩顶混凝土保护层之下，各主筋应 在同一高度上。 ④距桩顶1倍桩径范围内，宜用厚度为35mm的钢板围裹或距桩 顶1.5倍桩径范围内设置箍筋，间距不宜大于100mm。桩顶应设 置钢筋网片2～3层，间距60～100mm。 ⑤桩头混凝土强度等级宜比桩身混凝土提高1～2级。
在高应变试验中，有关土阻力应力波的重要推论有以下几点： ⑴在锤击力的作用下，桩身运动将激发土阻力而使桩身受到外 加的阻力波作用。 ⑵土阻力信号由检测截面的传感器接收，使得实测曲线包含了 试验时实际激发的土阻力信息。
探析高应变与静载两者之间差异的来源
探析高应变与静载两者之间差异的来源摘要：本文简述高应变、静载两种检测原理，以建筑工程单桩承载力的试验为例，阐述高应变、静载检测过程，分析试验数据，找出产生差异的主要来源。
关键词：桩基础；高应变；静载；差异引言在建筑工程中，桩基部分为隐蔽工程，桩基检测可判断出其性能，为建筑上方荷载设计提供依据。
在单桩荷载能力的测试过程，使用静载方式可直接获得承载力数据，但是测试环节消耗时间长、资金高。
高应变属于动力测试桩基性能的方式，检测结果和静载相差较小，可补充静载试验存在的不足之处。
1 高应变和静载检测原理1.1高应变检测原理应用高应变检测主要是向桩顶部位置施加冲击力，测量柱桩体质点位置的应力与加速度的反映情况，结合曲线波动情况展开分析。
属于单桩纵向荷载过程中的无损检测方式。
使用重锤对桩顶施加力，促使桩和周围土间产生位移，激发桩端位置的支持力以及桩土位置的阻力。
从桩运动方向看，可将其承受的应变力视为正向力，产生的向下位移、加速度变化视为正，向上运动视为负。
锤击过程产生压力波沿下方向传播，此时在含有桩侧模阻力的位置会产生较大的压力波。
促使压力返回桩顶部，此时桩顶处的力会增加。
向下的压力波存在负向摩擦阻力，就会产生拉力回波。
当波向桩顶部返回时，就会促使顶部力减小。
应用高应变检测过程，需要结合这一概念判断出力曲线、速度曲线二者之间的关系。
1.2静载检测原理应用静载检测是依托于单桩纵向静压荷载过程产生的试验曲线，对沉降数据展开深入分析，判断出曲线后续发展趋势。
通常静载试验过程中将破坏荷载级数定为10~15级。
测试环节级数的选取数量越少越好。
当级数增加时，测试精度也有所提升，但是预测环节意义不明显。
使用这种方法可控制直径较大的桩和长度较长桩的承载能力。
2 探析高应变和静载间的差异2.1项目概况本项目为工业园生产车间建筑工程，地基承载要求600kN，项目前期需要设计基地。
为提高设计合理性，对场外10根试桩进行检测，桩径400mm。
《高应变法检测》课件
对桩身材料的要求
高应变法检测对于桩身材料的强 度和刚度有一定的要求，如果桩 身材料质量较差，可能会影响检 测结果的准确性。
对锤击力的控制
高应变法检测需要控制锤击力的 大小和方向，如果锤击力控制不 当，可能会影响检测结果的准确 性。
05
高应变法检测的发展趋势与 展望
技术发展趋势
智能化发展
高应变法检测技术将进一步集成 人工智能、大数据和物联网等先 进技术，实现检测过程的自动化
案例特点
在某大型水库大坝的稳定性监测中，高应变法实 时监测了大坝的位移和沉降变化，及时发现并预 警潜在的安全隐患，确保了大坝的正常运行和下 游安全。
04
高应变法检测的优缺点
优点
快速准确
适用范围广
高应变法检测具有快速、准确的优点，能 够迅速判断桩基的承载力和完整性，为工 程提供可靠的数据支持。
高应变法检测不仅可以用于桩基检测，还 可以用于桥梁、房屋等建筑物的检测，适 用范围广泛。
高应变法具有较高的测试精度和可靠性，因此在土木工程、地质工程等领域得到了 广泛应用。
02
高应变法检测设备与操作
检测设备的组成
01
02
03
传感器
用于采集地震波信号，通常由 加速度计和力传感器组成。
数据采集器
用于接收传感器信号，进行数 据转换和记录。
计算机
用于处理和分析采集到的数据 ，生成检测报告。
设计和加固提供了重要依据。
案例特点
适用于高层建筑、超高层建筑的结构安全评估和抗震 性能检测。
案例三：大坝检测
总结词
稳定性好、实时性强
适用场景
适用于各种类型的大坝，尤其是大型水库大坝的 结构安全监测。
高应变操作规程
基桩高应变动力检测作业指导书目录1.检测原理及适用范围............................. 错误!未定义书签。
2.检测依据标准................................... 错误!未定义书签。
3.检测目的....................................... 错误!未定义书签。
4.检测方法....................................... 错误!未定义书签。
5.仪器设备....................................... 错误!未定义书签。
6.检测前的准备工作............................... 错误!未定义书签。
收集和了解检测工程概况 ........................ 错误!未定义书签。
内业准备工作 .................................. 错误!未定义书签。
试桩抽检数量要求及检测开始时间 ................ 错误!未定义书签。
桩头加固处理 .................................. 错误!未定义书签。
7.现场检测流程................................... 错误!未定义书签。
资料填写 ...................................... 错误!未定义书签。
传感器安装 .................................... 错误!未定义书签。
桩垫设置 ...................................... 错误!未定义书签。
测试参数设定 .................................. 错误!未定义书签。
锤击设备的就位 ................................ 错误!未定义书签。
高应变检测方法
高应变检测方法高应变检测方法引言高应变检测是一项重要的技术，广泛应用于工程、材料科学、地质灾害预测等领域。
本文旨在介绍几种常见的高应变检测方法，包括光纤传感法、电阻应变计法、声发射法等。
通过这些方法的应用，可以实时准确地监测材料和结构在受力过程中的应变情况，从而提高安全性和可靠性。
一、光纤传感法光纤传感是一种基于光学原理的高应变检测方法，其原理是利用光纤的光学特性来实现应变的测量。
通过将光纤束固定在被测物体上，当物体受到应变时，光纤会发生变化，从而导致光的传输特性发生变化。
通过测量这些变化，可以准确地计算出物体的应变情况。
光纤传感法具有非常高的灵敏度和稳定性，可以实时监测应变的变化。
它适用于各种材料和结构，包括金属、混凝土、土壤等。
此外，光纤传感法还可以实现多点应变的监测，通过布置多个光纤传感器，可以同时监测多个位置的应变情况。
二、电阻应变计法电阻应变计是一种常见的高应变检测方法，其原理是通过测量被测物体上电阻的变化来实现应变的测量。
电阻应变计通常由导线和电阻片组成，当物体受到应变时，导线和电阻片的长度会发生变化，从而导致电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，可以计算出物体的应变情况。
电阻应变计法具有简单、成本低、易于操作的优点，广泛应用于各种工程和科学研究领域。
但是，电阻应变计法的测量范围有限，通常适用于小应变的测量。
对于高应变场合，需要采用高灵敏度的电阻应变计或其他更为敏感的检测方法。
三、声发射法声发射法是一种基于声学原理的高应变检测方法，其原理是通过检测被测物体在受力作用下产生的声波信号来实现应变的测量。
当物体受到应变时，会在内部和表面产生应变能量释放，从而产生声波。
通过记录和分析这些声波信号的特征，可以准确地计算出物体的应变情况。
声发射法具有非常高的灵敏度和准确性，可以实时监测应变的变化。
它适用于各种材料和结构，包括金属、塑料、岩石等。
声发射法可以实现远程监测，无需对被测物体进行接触或干预，具有很大的便利性和安全性。
高应变检测
高应变检测高应变检测是一种重要的技术，广泛应用于工程、材料科学以及生物医学领域。
它通过测量物体在受力下的变形程度，来评估物体的强度和稳定性。
本文将介绍高应变检测的原理、应用领域、相关技术和发展前景。
高应变检测的原理是基于物体受力导致的形变，利用适当的传感器进行测量。
传感器可以是电阻应变计、光纤光栅、电容应变计等。
这些传感器的工作原理各不相同，但都可以通过测量物体表面或内部的形变情况，来判断物体的应变程度。
高应变检测在工程领域有着广泛的应用。
例如，结构工程师可以利用高应变检测来评估建筑物、桥梁和其他结构的安全性能。
通过在关键部位安装传感器，可以实时监测物体的应变情况，并及时采取措施，以防止结构的破坏和崩溃。
此外，高应变检测也在材料科学领域中扮演重要角色。
材料科学家可以通过测量材料的应变程度，来评估材料的弹性、硬度和韧性等特性。
这对于合金、陶瓷、塑料等材料的研究和应用具有重要意义，有助于优化材料的性能和开发新材料。
在生物医学领域，高应变检测也发挥着重要作用。
例如，医生可以利用高应变检测来监测人体内部的血管应变，从而评估血管的健康状况。
这对于心血管疾病的早期诊断和治疗具有重要意义。
与高应变检测相关的技术也在不断发展。
例如，现代传感器技术的进步，使得高应变检测更加精确和灵敏。
同时，计算机技术的快速发展，使得高应变检测的数据处理和分析更加方便和高效。
未来，高应变检测有着广阔的发展前景。
随着科学技术的不断进步，高应变检测将在更多领域中得到应用。
例如，在航天领域，高应变检测可以用于评估航天器在发射和运行过程中的结构安全性。
在汽车工业中，高应变检测可以用于评估汽车的碰撞安全性能。
在体育领域，高应变检测可以用于评估运动员的受力情况，从而预防运动损伤。
总之，高应变检测是一项重要的技术，已经广泛应用于工程、材料科学和生物医学领域。
它通过测量物体受力导致的变形情况，来评估物体的强度和稳定性。
未来，高应变检测有着广阔的发展前景，将在更多领域中发挥重要作用。
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高应变基桩承载力检测
目录
第一章 基本概念及检测原理 第二章 检测系统 第三章 现场检测技术
第四章 实测波形汇编
第一章
基本概念及检测原理
目录
应变1
应变2
F1=E.A.应变1
F2=E.A.应变2
(F1+F2)/2
平均力
第一章
基本概念及检测原理
目录
a1
a2
积分得V1
积分得V2
(V1+V2)/2
目录
F↑
F↓
相加
承载力RT
第一章
基本概念及检测原理
目录
承载力
桩尖阻力
桩侧阻力
静桩尖 阻力
动桩尖 阻力
静桩侧 阻力
动桩侧 阻力
第一章
基本概念及检测原理
目录
1 `` `` 2 L ) MC V( t ``) V( t `` 2 L ) R ( t ) P( t ) P( t 2 C L C
P(t)为力时程曲线 V(t)为速度时程曲线 R(t)总阻力 M为桩总质量
第一章
基本概念及检测原理
目录
RT=RS+Rd
RS=静阻力 Rd=动阻力
RS=RT-RD
RD=JC.Z.VTOE
RT=单桩承载力 JC=CASE阻尼系数
VTOE=桩尖速度
第一章
基本概念及检测原理
目录
1 MC R S ( t m ) (1 J C )Pm ( t m ) Vm ( t m ) 2 L 1 2 L MC 2L (1 J C )Pm ( t m ) Vm ( t m ) 2 C L C
第三章
现场测试技术
传感器安装
第三章
现场测试技术
程序设置
在开始检测之前必须根据不同桩 的情况对程序进行设置，下面给 出一个例子来学习整个的检测过 程的软件操作，注意：以下只讲 解了在检测过程中常用的功能， 其他功能及程序中出现的参数请 仔细阅读软件操作说明书，这里 不一一详细说明。
第三章
现场测试技术
桩头处理 仪器连接 传感器安装 程序设置 重锤锤击 信号采集 信号分析 结果打印
第三章
现场测试技术
桩头处理
剔除桩顶浮浆 桩顶设置桩垫 桩顶设置钢板围箍
第三章
现场测试技术机
桩头处理
第三章
现场测试技术
桩头处理
第三章
现场测试技术
桩头处理
第三章
现场测试技术
仪器连接
24FD电源连接
第三章
现场测试技术
平均速度V
第一章
基本概念及检测原理
目录
平均力F
平均速度V
与波阻抗Z乘积
F
ZV
与时间的函数
F-ZV波形
第一章
基本概念及检测原理
目录
F
ZV
（F－ZV）÷2
上行波F↑
第一章
基本概念及检测原理
目录
F
ZV
（F+ZV）÷2
下行波F↓
第一章
基本概念及检测原理
目录
F
V
F×V
积分
能量
第一章
基本概念及检测原理
tm取第一个速度峰值出现的时刻
第二章
检测系统
目录
第一节 第二节 第三节 第四节
传感器 采集仪器 软件简介 锤击设备
第二章
检测系统
传感器
应变环
加速度
第二章
检测系统
采集仪
RSM-24FD分体机
第二章
检测系统
采集仪
RSM-24FDN一体机
第二章
检测系统
软件简介
主操作界面
第二章
检测系统
软件简介
第三章
现场测试技术
结果打印
结果打印的示例
第三章
现场测试技术
结果打印
结果打印示例
第三章
现场测试技术
结果打印
第三章
现场测试技术
结果打印
第三章
现场测试技术
信号采集
自检自触发后的到四道波形
第三章
现场测试技术
信号采集
单击采 样键进 入采样 界面
采集前测试加速度传感器连接是否正常
第三章
现场测试技术
信号采集
采集等待 滚动条
用CH1做为触发通道，并轻敲桩上 CH1的加速度传感器看是否能触发。
第三章
现场测试技术
信号采集
在进行了自检或采样操作后都必须 观察电桥指示灯是否能变为黄色。
C25：3300 C30：3600 C35：3800 C20：3000
桩长=20米；混凝土标号：C30；桩截面积：1平方米
第三章
现场测试技术
程序设置
各个传感 器的灵敏 度测试前 准确输入
桩身 砼的 密度
桩身桩 底截面 截面积 无桩顶时请选， 桩身与桩头参 数联动 桩长=12米；混凝土标号：C30；桩界面积：1平方米
单击采 样键进 入采样 界面
正式采集信号
第三章
现场测试技术
信号采集
采集等待 滚动条
等待几秒观察应变指示灯正常后给指令松脱钩
第三章
现场测试技术
信号采集
点击存盘 进入保存 波形界面 对数据进 行存盘
回到主操作界面下即显示F—ZV波形
第三章
现场测试技术
信号采集
选文 件夹
选文 件名
单击 保存
波形保存界面
第三章
现场测试技术
信号采集
信号采集前准备总结
在传感器连接安装好后自检测试整个系统连 接和干扰情况
用CH1、CH2两道做为触发通道来测试加速度 传感器的连接和安装情况
在自检、采样操作时观察应变指示灯来测试 应变计的连接和安装情况
注意：以上情况均正常后才能进行正式的信号采集
第三章
现场测试技术
信号采集
率波 处理
第三章
现场测试技术
信号分析
将竖直滑 线移至桩 头位置并 同时单击 左键定桩 头位置和 时间零点 坐标
第三章
现场测试技术
信号分析
将竖直 滑线移 至桩底 位置并 同时单 击右键 定桩底 位置进 入桩底 类型选 择界面
计算 波速
第三章
现场测试技术
信号分析
单击其中任一选择桩底类型
桩底选择界面
第三章
现场测试技术
信号采集
信号采集注意事项
重锤角架放置牢固
桩头处理到位
采集前对正个系统的调试 波形存盘
第三章
现场测试技术
信号采集
信号采集波形的选取
曲线光 滑无振 荡
F与ZV曲 线起跳端 于上升沿 及最高峰 重合
F和ZV 曲线 归零 基线
第三章
现场测试技术
信号分析
单击进 入波形 读取界 面
单击确定 回主操作 界面
第三章
现场测试技术
重锤锤击
将锤吊起准备松脱钩进行锤击,为保证锤 底平面接触桩头请等锤稳定后再松脱钩
第三章
现场测试技术
信号采集
单击自检 进入自检 界面
注意：此时 传感器已联 接好安装好， 并已打开仪 器电源开关
信号采集前测试仪器各道状态
第三章
现场测试技术
信号采集
进入自检界面后出现的瞬间采集界面
第三章
现场测试技术
信号分析
显示 出模 拟桩 图形
根据地 质资料 输入合 适的阻 尼系数
单击进入 打印信息 预览界面
第三章
现场测试技术
信号分析
单击将 从打印 机输出 波形及 结果
打印信息预览界面
第三章
现场测试技术
结果打印
选择所 需的打 印内容
程序会根据 所调整的打 印内容而改 变打印的状 态单击确定 后进入新的 打印状态再 进行打印操 作将打印出 所指定的打 印信息
波形读取
第三章
现场测试技术
信号分析
选文 件夹
选文 件名
单击读出 所选波形 并退会主 操作界面 读取波形界面
第三章
现场测试技术
信号分析
单击 进入 波形 理 界面
显示出所读波形
第三章
现场测试技术
信号分析
未处理 原波形
显示处 理后的 波形
第三章
现场测试技术
信号分析
处理后 的曲线
微调ZV 曲线的 起始点、 峰值、 和零漂 单击后 回主操 作界面 并显示 处理后 的波形
仪器连接
24FD与电脑连接
第三章
现场测试技术
仪器连接
24FD与高应变电缆的连接
第三章
现场测试技术
仪器连接
24FD传感器连接
第三章
现场测试技术
仪器连接
24FDN高应变电缆连接
第三章
现场测试技术
仪器连接
24FDN传感器连接
第三章
现场测试技术
传感器安装
距桩顶1.5-2.0倍桩径 应变计与加速度计中心在同一水平线上 紧贴桩身表面 应变计不能有变形
程序设置
单击设置进 入设置界面
进入主操作界面后，点击设置按键进入设置界面
第三章
现场测试技术
程序设置
仪器与笔记 本电脑通讯 速率，586以 上请选57600 预设桩长 仪器与笔记 本电脑通讯 口设置，视 电脑串口设 置而定，有 COM1-6供选
外接传感器设置， 请与传感器接的 通道和类型一致
预设波速：
设置界面
第二章
检测系统
软件简介
采集界面
第二章
检测系统
软件简介
处理界面
第二章