FEI入门手册

FEI桩基动测分析系统 入门指南

中国建筑科学研究院地基所 1999年7月8日 1

前 言

本《指南》的适用对象是初次接触“FEI桩基动测分析系统”

的用户。为了便于理解, 《指南》中的许多地方都采取了比较形象化的提法, 而这些形象化的提法在数学上可能是不严格的, 初学者大可不必深究, 等到熟练掌握本系统的操作之后, 自然可以抛弃这些形象化, 而在一个更高的层次上作严格的探讨。 2

第一部分 高应变部分 第一章 数据采集 本章我们将按实际测试中的顺序，介绍与信号采集相关的各种操作。

第1节 系统的连接 电源：在本系统主机的背面, 有直流及交流接口, 分别印有“AC220V”及“DC12V”字样，通过本系统配备的专用电线可分别与220V交流电源或12V直流电源相接。 接地：系统主机背面留有接地接头，标有“GND”字样，开机之前务必用一根电线良好接地。 传输电缆：主机背面有一圆形37芯接口，标有“INPUT”字样，系统配备的信号传输电缆即与此接口相接，并可串接数根(每根长约20m)。 1分4导线：传输电缆的公头与主机背面“INPUT”接口相接，母头与“1分4导线”相接，“1分4导线”用于与四支传感器相接，这四支传感器分成两组，每组含一加速度接口(标有A1、A2字样) 和一应变环接口(标有F1、F2字样)。 传感器：两支加速度传感器与“1分4导线”上标有A1、A2的两个三芯接头相接，两支应变环与“1分4导线”上标有F1、F2的两个五芯接头相接。 至此，本系统连接完毕。 3

2节 采集参数的设置 一、进入主菜单 打开主机的电源，本系统的采集软件安装在硬盘C:区之DATPRO子目录中。在DOS系统下键入CD ，进入该子目录，然后键入DATPRO ,即可进入主菜单。 注意：DATPRO能记忆最近一次使用它时采集到的数据文件名，在重新启动 DATPRO时，可能会出现一个备份提示：Duplicate file name posible.Copy or Ignore? 其目的是提醒你该对上次采集的信号进行备份，以防发生丢失或重名覆盖。由于本系统在高应变采集信号时是即时存盘的，一般不会有什么问题，所以如果出现上述备分提示，请按字符I忽略。 DATPRO主菜单的屏幕的最上方是"Data Processing"(数据处理)字样，下分五个窗口并隐含了有五个子菜单。在这里并不打算把全部参数、子菜单作一次性的介绍，而只介绍与信号采集有关的部分，其它内容将在以后章节中陆续介绍。 在每次采集之前必须对相关信息进行设置，这些参数集中在主菜单中的Pile、Hammer and Soil Parameters窗口中。要修改该窗口中的参数，先在Command栏中键入该参数的前两个字符，然后空一格，再键入新的数值并回车。 例如要将被速(Wspeed)从4000改为3600，只须键入ws 3600 即可。 下面将信号采集必须设置的参数作一介绍。

二、锤的参数 如果试验本身还打算对锤击系统的性能进行分析，就必须对打桩所用的锤的相关参数进行设置。如果只关心桩的情况(大多数情况是这样)，则这些锤的参数就毫无意义，不必设置，可跳过此节，直接进入“三、桩的参数”。 HAmmer：锤型，只能设置成AIrstream(蒸汽锤)或DIesel(柴油锤)。 WRam：锤重，单位为t。 WCap：桩帽重，单位为t。 三、桩的参数 4

WSpeed：应力波波速，对砼桩一般可预设在3100～4100 m/s。 ARea：桩在测点所在截面的面积。 LB.G.：测点下桩长，可根据施工记录预设。 D1ext：测点处桩的横向尺寸，对圆桩设为外径；对方桩设为边长。 D2int：测点处桩的横向尺寸，对圆实心桩设为0；对管桩设为内径；对方桩设成边长。 CIrcumf：测点处桩身周长。 EM：测点处桩材料的弹性模量，EM与WS两个参数设定后，程序将自动计算材料的容重。对砼桩可用一个较为简单的方法估算EM： 取砼容重为ρ=2450kg/m3，则： E=ρC2 由此计算出的E单位是N/m2，而DATPRO中EM的单位为t/m2,为了将N换算成t，就需在原数上除以9.8×1000，E=2450C2/(9.8×1000)=(C/2)2(t/m2)。这就是说，砼的弹性模量在数值上约为波速的一半的平方，比如若WS为3800，则EM可设为19002=3610000。但必须记住，E=(c/2)2只是数值上的关系，从物理意义上是一点也说不过去的。

四、文件名 DATPRO每采到一锤的信号，就会立刻将其存入磁盘，这就要求我们在采集之前就为即将采到的信号设计一文件名。 DATPRO存放信号的文件名来自两个参数：文件名的基名来自主菜单中“ Switch-1”窗口中的“FIlename”。此基名的设置最好包含桩号及工程名称的信息，如“南银大厦”的132号桩，可把基名设计成NY132以便记忆；文件名的扩展名来自“Signal”窗口中的“BNreset”，此参数记录的是试验中的锤击序号, 在试验过程中，它会作为信号文件的扩展名，且自动累加，例如：将BN设成1，FIlename设成NY132，那么采一锤信号后，数据会存放到名为NY132.1的文件中，同时BN自动变成2，再采一锤，又存到名为NY132.2的文件中，BN自动变成3... 五、参数保存 5

在设置完本节“二、三、四”中所述的有关参数后，可键入PU ON (该命令位于Switch-1窗口中)将这些参数存起来，这样下次启动DATPRO时，首先显示在菜单中的就是已设置好的参数了。否则，只要从DATPRO程序中退出来, 以上设置的参数都将丢失。

第3节 传感器的监视安装 在传感器的安装过程中，应对传感器特别是应变环的输出进行监视，以防因应变环的初始变形过大而对测试结果带来不利影响。 键入OF (此命令位于Signal窗口中)，屏幕显示四个通道的输出电压，CH1和CH2分别对应两个加速度传感器的输出； For1和For2分别对应两个应变环的输出(应变环受压输出为正值，受拉为负值)，若受压超过+2.5V或受拉超过-3.0V，系统会报警发声。听到报警声, 务请卸下传感器重新安装，直至其初始输出落在-3.0V～2.5V之间，按 ESC 键退出。

第4节 采集状态控制 在完成参数的设置和传感器的监视安装之后，键入AD，会出现采集状态控制表，利用↑↓键可以选择不同的单项(反视频)用←→键可以改变该单项的设置： A/D Channels(A/D通道数)：按←或→键，本项有三种选择1，2，4，高应变测试中只能选4。 Chn Frequency(单通道采样频率)：有五种选择4K，6.66K，10K，15.15K和25K，缺省为10K，可不作修改。 Data Length(数据长度)：有512，1024和1536缺省为1K即(1024)，可不作修改。 First Channel(起始通道)：缺省为1。FEI系统诞生之初，A/D转换预设有 8个通道，如果高应变试验中采用4个，那么可能是1、2、3、4，也可能是2、 3、4、5，还可能是3、4、5、6...但改型后的系统本身就只存4个通道，故起始通道必须设定为1。 6

Sampling Mode(采样方式)：共3种, 缺省方式为"One blow"(单锤方式),这也是最常用的方式, 适用于脱钩式自由落锤。在此方式下，每次采集之后，系统A/D转换停止，可接受键盘命令，要进行下一锤采集须按 ALT + A 重新激活。另一种较常用的是Consecutive(连续方式), 适用于柴油锤配合试验。在此方式下, 每次采集之后，系统A/D转换继续处于激活状态，不能接受键盘命令，要退出采集状态, 则键P或 ESC 键一次, 系统在完成下一次采集后将自动退出。最后一种采样方式是Depth Mark(深度标识方式), 因极少采用, 可参看《操作手册》P32～P33页。 Display Mode(显示方式)：本选项决定在采集完一锤信号之后，在屏幕上显示哪两条曲线，有F/V(平均力与平均速度)，F1/F2(两个单边力)，V1/V2(两个单边速度)等选项，一般都用F/V选项。 Average(平均方式)：缺省为Automatic(自动方式)，另有Both和None方式供选。一般均用“自动方式”，在此方式下，系统自动检查每一通道的工作状态，如某一通道有故障，则该通道数据被排除而不参与平均。Both方式和None方式极少使用，其含义可参看《操作手册》P33页。 Flag/Setting(传感器标识/设定值)：光标移至此选项并按 键可进入下级子菜单，在这级表格中有四栏，CH/Gain(增益)，Unit(单位)，Flag(标识符) Setting(灵敏度设置)，而Unit和Flag总是同步变化，实际上是一栏。在栏与栏之间按 ALT + S切换。“增益”和“标识符”取值的改变是通过 ←→ 实现的，“增益”有1、2、5、10共4档, 一般均选用1, 但如果配用的加速度传感器的灵敏度是2.5mV/g, 请在该通道选用增益2。“标识符”必须与对应通道上的传感器一致: 类 型 标识符 加速度传感器 Acc 速度传感器 Vel 环式应变计 For 压电力传感器 Ftn

而Setting栏必须根据所接的传感器标定值进行输入，值得注