本文關(guān)鍵詞：帶承臺（梁）樁缺陷檢測若干關(guān)鍵問題研究　出處：《浙江大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：低應(yīng)變反射波法因其方便快捷且費用低廉的優(yōu)勢而在樁的完整性檢測中得到廣泛應(yīng)用,但目前對樁身缺陷動態(tài)測試的研究還不完善,缺乏樁身缺陷各要素對低應(yīng)變反射波法測試結(jié)果的影響的系統(tǒng)分析;另一方面,由于地震和滑坡等自然災(zāi)害、車船撞擊等人為事故以及環(huán)境腐蝕等原因,使得帶承臺(梁)樁的檢測評估成為一項重要課題,但現(xiàn)有檢測方法存在很大不足。鑒于此,本文基于樁基振動理論研究樁身缺陷各要素對樁的動力響應(yīng)的影響,并在此基礎(chǔ)上提出一種帶承臺(梁)樁完整性檢測的新方法。主要工作及成果如下:1.系統(tǒng)地分析了樁身缺陷尺寸效應(yīng),即缺陷長度和徑向尺寸(對變模量缺陷而言即模量減小程度)對樁的低應(yīng)變反射波曲線的影響,以及與缺陷位置、樁-土參數(shù)之間的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上,討論了中間位置較長缺陷造成的信號疊加干涉現(xiàn)象及較短缺陷的可識別性與一系列樁-土參數(shù)及激振脈沖寬度之間的關(guān)系。2.采用徑向圈層間的剪切復(fù)剛度傳遞法考慮施工擾動造成的樁周土的徑向非均質(zhì)性,通過考慮樁的橫向慣性效應(yīng)近似模擬大直徑樁的三維波動效應(yīng),建立了大直徑樁樁頂頻域響應(yīng)解析解和時域響應(yīng)半解析解,據(jù)此研究了非均質(zhì)土中大直徑樁縱向振動特性,分析了樁身缺陷各要素對大直徑樁低應(yīng)變反射波曲線的影響,以及與樁的橫向慣性效應(yīng)、樁身參數(shù)及施工擾動效應(yīng)的關(guān)系,最后,通過與實測低應(yīng)變反射波曲線的對比驗證了計算模型的合理性。3.針對帶承臺樁完整性檢測存在的問題,提出了一種新的無損檢測方法,即基于行波分解的泛頻響函數(shù)法,將承臺對樁頂?shù)淖饔煤喕癁檎硰椥灾С羞吔?將樁身某一截面作為檢測截面,采用自行編制的波動分析程序求解檢測截面位置處的泛頻響函數(shù),并通過虛擬輸入半正弦脈沖的方式將泛頻響函數(shù)所包含的信息轉(zhuǎn)換到時域內(nèi),從理論上論證了檢測方法的合理性,繼而分析了樁-土參數(shù)及樁身缺陷各要素對泛頻響函數(shù)及由此轉(zhuǎn)換而來的時域響應(yīng)曲線的影響。4.采用考慮土體豎向波動效應(yīng)的三維軸對稱模型建立樁周土的縱向振動控制方程并考慮施工擾動效應(yīng)造成的土體的徑向非均質(zhì)性,采用一維桿件理論建立樁的縱向振動控制方程、Timoshenko梁理論建立樁頂連梁的振動控制方程,通過樁-梁之間的耦合條件求解得到單排高樁檢測截面處的速度波和力波曲線,進而通過變換得到檢測截面處的速度導(dǎo)納和時域響應(yīng),論證了泛頻響函數(shù)法的可行性,分析了樁-土參數(shù)及樁身缺陷的影響,以及與施工擾動效應(yīng)的關(guān)系,最后論證了檢測方法對既有結(jié)構(gòu)物下大直徑樁的適用性。5.基于三維軸對稱模型建立了同時考慮樁周土和樁芯土成層性及徑向非均質(zhì)性的大直徑管樁縱向振動頻域響應(yīng)解析解和時域響應(yīng)半解析解,分析了樁芯土對大直徑管樁縱向振動特性的影響、樁身缺陷的影響與樁芯土及土體徑向非均質(zhì)性的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上,研究了既有結(jié)構(gòu)物下大直徑管樁動力響應(yīng)及樁身缺陷的檢測問題。本文所做工作對處于打樁結(jié)束階段的單樁及帶承臺(梁)樁的完整性檢測具有重要意義。
[Abstract]:Low strain reflection Bofayinqi convenient and low cost advantages and is widely used in the integrity testing of piles, but the research on the dynamic testing of pile defects is not perfect, the lack of influence of each factor analysis system of pile defects on the test results of low strain reflection wave method; on the other hand, due to natural disasters the earthquake and landslide, travel impact such as the reason accidents and environmental corrosion, so the pile cap (beam) detection and evaluation has become an important issue, but the existing detection methods have some disadvantages. In view of this, the influence factors of pile vibration response defect theory research based on dynamic pile on the pile, and then based on a new cap (beam) method of pile integrity detection. The main work and results are as follows: 1.. Systematic analysis of the pile defect size effect, defect length and diameter to the size (the variable That is the degree of reduction of the modulus modulus defect) influence on pile low strain reflection wave curve, and the defect position, the relationship between pile and soil parameters. On this basis, the signal superposition caused by the middle position longer defects interference phenomenon and shorter defects can be identified with a series of parameters of soil and pile the excitation pulse width.2. relationship between the complex stiffness of radial transfer method considering the pile construction disturbance caused by the heterogeneity of the radial shear between the spheres, by considering transverse inertial effect of pile approximate 3D wave effect simulation of large diameter piles should be established, large diameter pile top frequency response analytical solution and semi analytical solution time response, based on the longitudinal vibration characteristics of large diameter pile in the heterogeneous soil, analyzed the influence factors of pile defects of large diameter pile low strain reflection wave curve, and the pile lateral inertia effect, Relationship between pile parameters and construction disturbance effect. Finally, through the comparison with the measured low strain reflection wave curves to verify the rationality of the calculation model of.3. with pile integrity detection problem, proposed a new nondestructive testing method, called generalized frequency response function method based on the decomposition of the traveling wave, the cap on the simplified effect of pile top for visco elastic support boundary, will pile a section as a detection section, using self-made pan wave analysis of frequency response function program to solve the position detection section, and through the virtual input half sine pulse of the information contained in the extensive frequency response function in time domain, theoretically the rationality of detection method, then analyzes the pile and time-domain parameters of soil and pile defects of each factor in the frequency response function and the conversion of the universal response effect of.4. curve by considering vertical wave The longitudinal vibration control equation of pile 3D axisymmetric model and consider the effect of radial soil caused by construction disturbance effect heterogeneity, using the one-dimensional longitudinal vibration theory of pile vibration control equation and control equation of Timoshenko beam is established based on the theory of beam on the top of the pile, by solving the coupling conditions between single pile beam rows of high pile detection section of velocity and stress wave curve, and then the response detection section and velocity admittance obtained by time-domain transform, proves the feasibility of generalized frequency response function method, analyzes the influence of pile body defect parameters of soil and pile, and the relationship with the construction disturbance effect, finally proves the detection method for the the existing structure of large diameter piles under the applicability of.5. 3D axisymmetric model was established based on considering the soil around the pile and soil layer of core and radial non vertical heterogeneity of large diameter pile In response to a semi analytical solution of analytical solution and time domain response analysis of the impact of vibration frequency, pile core soil on the longitudinal vibration characteristics of large diameter pile, effect of pile defect and pile soil and soil radial heterogeneity, on the basis of this research, the existing defect detection problem of large diameter pile and pile dynamic response structure. The work done in the end stage of single pile and pile with cap (beam) plays an important role in integrity testing of piles.

【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU473.16

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本文編號：1385546