反射波法检测基桩完整性2014

反射波法检测基桩完整性

2014年06月

反射波检测基桩完整性

z基本原理

z仪器设备

z现场检测

z工程实例

基本原理——基本假设

z连续弹性的一维均质杆件（D<λ

的影响

z桩在变形时横截面保持为平面，沿截

面有均布的轴向应力

满足以上假定条件时，桩可视为一维杆件

?检测桩身混凝土的完整性?推定缺陷类型及

其在桩身中的位置当在桩顶垂直施加一瞬时作用力后，桩的端面

上的质点受力后产生振动，而振动的传播就形

成了波，此时弹性波就会沿着桩身进行传播。

1、激振产生的是半

球面波，要求垂直

激振，只产生纵波；

2、因波长较长，远

离桩头后可按准平

面波考虑；

3、近桩头部位有斜

入射发生，会有折

射纵波P、折射横波

S，向桩身外传播；

4、垂直入射的纵波

传播至桩底，再向

上反射。

z折射及折射损失：折射损失主要在桩头附近产生；土层越硬，折射损失越大，反射信号越弱。

z衰减损失：高频成份会不同程度的衰减。

桩不是完全弹性的，桩身存在内阻尼

桩是埋入土中，桩侧土的阻力，同样产生弹性波的衰减

z反射、透射及反射损失：桩身内出现缺陷的部位及桩底均存在波阻抗界面，均会产生反射及透射

Z1

F↑, v↑F1↓, v1 ↓

F↓, v↓Z2

z A2

z So that, Z2

z Z1-Z2>0

z[(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]V↓>0

z V↑& V↓in the same

direction

z F↑=[(Z2-Z1)/(Z2+Z1)]F↓

z V↑=[(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]V↓

A1 > A2

局部阻抗缩小全界面阻抗缩小

Z1F ↑, v ↑F 1↓, v 1 ↓F ↓, v ↓Z2

z F ↑=[(Z2-Z1)/(Z2+Z1)]F ↓

z V ↑=[(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]V ↓

ρ1 > ρ2

z A2=A1, ρ2<ρ1, C2

z So that, Z2

z Z1-Z2>0

z [(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]V ↓>0

z V ↑& V ↓in the same

direction 基本原理——空洞、孔隙、离析

Z1F ↑, v ↑F 1↓, v 1 ↓F ↓, v ↓Z2

z F ↑=[(Z2-Z1)/(Z2+Z1)]F ↓

z V ↑=[(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]V ↓A1 < A2

z A2>A1, ρ2=ρ1, C2=C1

z So that, Z2>Z1

z Z1-Z2<0

z [(Z1-Z2)/(Z2+Z1)]V ↓<0

z

V ↑& V ↓in the opposite

direction

局部阻抗增大全界面阻抗增大

z 桩端模型(两种极限状态)

V1

V2

V1=V2/2

自由端F=0固定端

V=0

基本原理——桩端模型

基本原理——小结

z对于缩颈类缺陷（缩径、空洞、离析、裂缝等），反射波与入射波同相

z对于扩颈类缺陷，反射波与入射波反相

z当桩长和桩径一定时，桩身强度愈大、桩侧土强度愈小，桩底反射信号愈强；反之，桩身强度愈低、桩侧土强度愈大，桩底反射信号愈弱。

z

主机系统z

激振设备z

接收传感器z

分析处理软件

仪器设备——主要组成

z A/D 位数：24位

z 前置放大：1、2、5、10、20、50、100倍

z 采样间隔：1us 至64ms ，可调

z 采样长度：>=4096

z 频响：10Hz 至10000Hz

z 波形采集、显示、存储、处理、打印

主要包括控制系统、电源系统、模拟滤波、放大系统、信号采集、控制与分析软件等。

仪器设备——主机系统

z激振效果的好坏，主要受碰撞材料的重量、硬度、弹模、接触面积及碰撞方向和速度等影响；

z材质越软、碰撞速度越低，锤体越重，信号的脉冲宽度就越大，覆盖的高频成份也就越少。

z碰撞方向和碰撞形式主要影响波形形态，反射波测桩以自由

落体和垂直敲击为宜，有利于

抑制质点的横向振动。

z对不同长度、不同类型的基桩，需采用不同材料、不同能量的激振设

备。一般大长桩用大力棒（能量大、频率低），短细桩或测试浅部缺陷

时用手锤（能量小，频率高），介

于中间的桩则可用小力棒（能量及

频率介于大力棒及手锤之间），当

然敲击设备的选择也与地质情况有

关，用户可以根据经验选择

z振源对检测信号的影响

z锤头材料：过硬，高频波提高缺陷分辨率，探测浅部缺陷有利，易衰减，不易获取桩底反射；过软，低频波有利于桩底反射，但降低桩身上部缺陷的分辨能力。

z冲击能量：锤重及落锤速度决定能量大小。能量应适中，过小，应力波很快衰减，看不到下部缺陷和桩底反射。在检测大直径长桩时应选择较重的力锤并加大锤击速度，大幅度提高敲击力，但锤过重将掩盖微小缺陷。锤重的选择应使得有明显的桩底反射为原则。

z振源对检测信号的影响

z接触面积：对于直径灌注桩，除选择重锤加大能

量冲击外，还要加大锤的直径，使接触面积增大。z脉冲宽度：脉冲宽度大，有利于长桩及深部缺陷

检测，但波长增大，绕射，小缺陷识别能力差；

脉冲宽度小，波长小，不能满足一维弹性杆的要

求，出现速度及波形的畸变。应根据桩的特点，激发合适脉冲宽度的入射波，有时在同一根桩上，按照不同的检测目的，需要产生不同的脉冲宽度。

该桩桩长约44.0m，混凝土砼强度为C35，桩径600mm。由于桩头灌注浮浆过长至使凿去浮浆接桩，接桩长度约为2.3m，接桩部分桩径为800mm，接桩采用钢护筒，采用尼龙、铜和铁锤击振，分辨率有所不同。

尼龙锤

铁锤

铜锤

桩基检测方法及目的

冲孔桩检测方法及检测依据 一、低应变反射波法； 1低应变动力检测方法原理 反射波法是建立在一维弹性杆波动理论基础上，在桩身顶部进行竖向激振，弹性波沿桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗差异界面时（如桩底断桩和严重离析部位、缩径、扩径）将产生反射现象，经接收放大滤波和数字处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息，利用波在桩体内传播的速度和相位变化判定桩身质量和缺陷位置。 2测试系统包括激振设备（手锤）、磁电式速度传感器、信号采集分析仪（RS-1616K(S)高低应变基桩动测仪），该系统经检定在有效检定期内。 3保证措施： ①桩头位置：桩顶面平整、密实，并与桩轴线基本垂直。 ②传感器安装应与桩顶面垂直，用耦合剂粘结时，具有足够的粘结强度。 ③激振位置：实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位 置为距桩中心2/3半径处。 ④激振方式为锤击方式。 4现场测试步骤：桩头处理－>用黄油安装传感器－>调试动测仪参数（采样间隔、增益等）－>激振、接收信号－>重复激振，直至信号一致性良好－>进行下一根桩检测。 二、高应变检测； 高应变原理为：用重锤(重量大于预估单桩极限承载力的 1.0～1.5%)锤击桩顶，检波器测出桩顶的力和速度随时间变化的曲线，利用实测的力(或速度)曲线作为输入的边界条件，通过波动方程数学求解，反算桩顶的

速度(或力)曲线。如果计算的曲线与实测的曲线不吻合，说明假设的模型及参数不合理，应有针对性地调整桩土模型及参数，再行计算，直至计算曲线与实测曲线的吻合程度良好，且难以进一步改善为止。利用假设的模型及参数计算基桩的竖向承载力。 三、单桩竖向抗压静载试验 1）工艺流程；选桩→裁桩→桩头处理→试验设备安放→加载→卸载 2）桩头处理； 2.1与地坪标高大致相同的桩无需进行裁桩处理； 2.2高于地坪标高的桩，应在施工方裁桩后打磨平整； 3）试验设备安放 试验设备安装时遵循先下后上、先中心后两侧的原则，安放承压板，然后放置千斤顶于其上，再安装反力系统，最后安装观测系统。设备安装时的几个要点： 3.1要求压板底高程与基础底面设计高程大致相同，压板下铺放纸板。3.2安放承压板或千斤顶时平置轻放，尽量一次置于桩中心； 3.3确保反力系统、加荷系统和承压板传力重心在一条垂线上，各部件牢固连接； 3.4安装观测系统的观测支架和仪表等部件时，保证各部件之间有足够的连接强度。 4）反力；本次试验采用锚桩作为反力。 5）加载和卸载 本次单桩竖向抗压静载试验按《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003执行，采用慢速维持荷载法，用液压千斤顶进行加载，荷载大小由0.4级

反射波法基本测试原理与波形分析

一. 反射波法基本测试原理与波形分析 1．广义波阻抗及波阻抗界面 设桩身某段为一分析单元，其桩身介质密度、弹性波波速、截面面积分别用ρ，C ，A 表示，则令 Z =ρCA （7-1） 称Z 为广义波阻抗。当桩身的几何尺寸或材料的物理性质发生变化时，则相应的ρ、C 、A 发生变化，其变化发生处称为波阻抗界面。界面上下的波阻抗比值为 2 2211121A C A C Z Z n ρρ== （7-2） 称n 为波阻抗比。 2．应力波在波阻抗界面处的反射与透射 设一维平面应力波沿桩身传播，当到达一与传播方向垂 直的某波阻抗界面（如图7-2所示）时。根据应力波理论，由连续性条件和牛顿第三定律有 V I +V R =V T （7-3） A 1（σI +σR ）=A 2σT （7-4） 式中，V 、σ分别表示质点振动的速度和产生的应力，下标I 、R 、T 分别表示入射波、反射波和透射波。 由波阵面的动量守恒条件导得 σI =－ρ1C 1V I σR =ρ1C 1 V R σT =-ρ2C 2V T 代入式（7-4），得 ρ1C 1A 1（V I －V R ）=ρ2C 2A 2V T （7-5） 联立式（7-3）和（7-5），求得 V R =－FV I （7-6a ） V T =nTV I （7-6b ） 式中 n n F +-=11 称为反射系数 （7-7a ） n T +=12 称为透射系数 （7-7b ） 式（7-6）是反射波法中利用反射波与入射波的速度量的相位关系进行分析的重要关系式。 3．桩身不同性况下应力波速度量的反射、透射与入射的关系 （1）桩身完好，桩底支承条件一般。此时，仅在桩底存在界面，速度波沿桩身的传播情况如图7-3所示。 因为ρ1C 1A 1>ρ2C 2A 2，所以n = Z 1/Z 2>1，代入式（7-7）得 F <0，（T 恒>0） 由式（7-6）可知，在桩底处，速度量的反射波与入射波同号，体现在V （t ）时程曲线上，则为波峰相同（同向）。典型的完好桩的实测波形如图7-4。 由图7-3、图7-4分析可得激振信号从触发到返回桩顶所需的时间t 1、纵波波速C 、桩长L 三者之间的关系为 Z 1=ρ1C 1A 1 Z 2=ρ2C 2A 2 图7-2 应力波的反射与透射

经典低应变反射波法的基本原理

的1/3乃至1/5以下。以加速度计为例，如其安装谐振频率为14kh，则频率上限只能达到3-4kh。由于桩基动测对幅值的定量要求不高，可以放宽限度，但也绝不能使谐振频率接近甚至位于要求的频率范围内。然而，地震检波器的使用者却不同程度地犯了这个错误，以28hz和38hz的速度检波器为例，研究表明，当锥形杆被手按于混凝土表面，且用铁锤激发时，谐振频率在830hz左右；通过钻孔方式将锥形杆紧紧地全部插入孔中或取下锥形杆用石膏粘固在混凝土表面时，如用铁锤敲击，谐振频率多在1200hz以上，此时如用尼龙锤或铁锤垫橡皮等低频锤敲击则可完全排除安装谐振频率的影响。显而易见，正确安装方式应以后者为宜。 理论推导表明，传感器的安装谐振频率与传感器的安装刚度和传感器底座质量有关。一般可以减化理解为：安装刚度越高，基座质量越小，安装谐振频率就越高，而安装刚度与安装的松紧程度、传递杆（锥形杆）长短有关。正因如此，一般要求取消锥形杆（或全部埋入被测连续介质中），也要求传感器基座越轻越好。 对于位移型惯性传感器而言（如速度计），安装谐振频率有f1，f2两个，f1比传感器的自然谐振频率还低，在40Hz以内，一般对测试没有影响；f2即是所讲安装谐振，处理较好时应在1200Hz以上。加速度型惯性传感器也有两个安装谐振频率，但均位于高频段，引起我们关注的是第一谐振频率，处理较好时在大几千赫兹至几万赫兹变化，但是，如用弹性较好的橡皮泥安装将只有1-2kHz。 在对基桩进行低应变反射波法测试时选用速度或加速度传感器。其中速度计在低频段的幅频特性和相频特性较差，在信号采集过程中，因击振激发其安装谐振频率，而产生寄生振荡，容易采集到具有振荡的波形曲线，对浅层缺陷反应不是很明显。同速度计相比，加速度计无论是在频响特性还是输出特性方面均具有巨大优势，并且它还具有高灵敏度的优点，因此用高灵敏度加速度计测试所采集到的波形曲线，没有振荡，缺陷反应明显。所以建议在对基桩进行低应变反射波法测试时选用高灵敏度加速度计检测。 理论上讲位移计型惯性传感器包括速度计（所谓高阻尼速度计和地震检波器）的高频部分是完全满足应力波反射法测试要求的，但由于生产工艺等方面的原因，其高频部分往往受到很大的限制，有的仅几百赫兹，最高一般亦在2kHz左右会掉下来。在现场测桩时，传感器的安装刚度又会导致安装谐振的出现，进一步使传感器的可测范围变窄，那么怎样判断传感器的优劣呢？ 利用牙膏、石膏、黄油、橡皮泥等粘接剂将不含锥形杆的速度计紧紧地粘贴在被正确清理干净，满足测试要求的桩头上或用冲击电锤打孔，将有锥形杆的速度计牢牢地插入孔中，确保安装方法正确后，利用小铁锤直接敲击砼表面，仪器的模拟滤波档置2.5kHz以上。对被测信号进行谱分析，如果此桩两米内没有毛病，其幅值谱最高峰（一般为传感器的安装谐振峰）频率大于1200Hz，此传感器即可满足测试要求。频率越高在以后的测试过程中浅部测试效果将越好；分析幅值谱的低频部分(固有频率以下)还可判断出低频特性的好坏。换用低频锤，如力棒、尼龙锤(桩头再垫层橡皮更好)或铁锤＋汽车外胎垫测试，如无振荡或振荡很小，这类传感器将更好。如果传感器的谐振峰仅几百赫兹，用低频锤时又不能消振，那么这种传感器是满足不了测试要求的。 需要指出的是，这种测试方法与桩头强度、砼龄期、浅部缺陷以及安装紧凑程度很有关系，以预制桩桩头测试效果最好，而如果在素混凝土上测试，效果将最差，最不能说明问题。速度计是自生电动势型的，虽然价格低廉，但也应注意保护，一般的保护方法是将其输出端短路或两个传感器对接。开路贮放将减少传感器寿命，是不合适的。测桩界较流行的速度计：灵敏度大约为280mV/cm/s，固有频率：10~28Hz，阻尼系数ξ=0.6~1.0。 如果判断速度计测试效果的好坏？从传感器频响，特别是安装后的频响特性来考虑，速度计用于测桩是应当慎重的，因此从某种意义上讲，提高速度计的安装刚度，降低安装质量

低应变法检测桩身完整性

低应变反射波法 目前国内外普遍采用瞬态冲击方式,实测桩顶加速度或速度响应时域曲线。籍一维波动理论分析来判定基桩得桩身完整性,这种方法称之为反射波法(或瞬态时域分析法)。 传感器得安装方法: 实心桩得激振点位置应选择在桩中心,测量传感器安装位置宜为距桩中心 2/3 半径处; 空心桩得激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上,且与桩中心连 线形成得夹角宜为90 度,激振点与测量传感器安装位置宜为桩壁厚得1/2 处。

传感器藕合: 把藕合剂抹在传感器底部,再把传感器放入桩顶部,松手后传感器不会移动与侧斜为佳。传感器安装地点,一点要平整。不然会影响采集效果,藕合可以用牙膏,黄油,口香糖,但不可用泥巴。 敲击: 敲击以力棒自由落体来敲击桩头,力棒落到桩头反弹后,立马抓住力棒。落距为5cm—15cm 为佳。视桩得长度而定,桩稍长可稍加大落距。长桩用得锤头最好为橡胶头,短桩用铝合金头。 波形分析完整桩:入射波与反 射波同相

也有桩底反射与初始入射波先反相再同相得扩底桩 下图为,某小区得住宅楼,长7、2 米人工挖孔桩,设计砼强度为C25。V=3675,经检测桩底反射明显,底部扩底属完整桩 缩径桩:在时程曲线上反映比较规则,缩径部位与缺陷呈先同相再反相,或仅现其同相反射信号,视严重程度,可能有多次反射,此类缺陷 桩一般可见桩底信号

离析:由于离析部位得混凝土松散,对应力波能量吸收较大,形成缺 陷波不规则,后续信号杂乱,而且频率较低,波速偏小,通常很难瞧到 桩底反射。 断桩:测试曲线呈等距多次同相反射。上部断裂往往趾呈高频多次同 时反射,反射幅值较高,衰减较慢,中部断裂反映为多次同相反射, 缺 陷得反射波幅值较低,而深部断裂波形反映下,类就是摩擦桩桩底反射,但算得得波速明显高于正常桩得波速。

低应变反射波法检测细则

低应变反射波法检测 1适用范围 本细则适用于低应变反射波法检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。其有效检测桩长范围应通过现场试验确定。 2编制依据 《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2014。 3检测仪器设备 检测仪器设备主要为RS-1616K（S）基桩动测仪、力锤、力棒。 4受检桩种类及要求 4.1 受检桩种类 1、混凝土预制桩 2、混凝土灌注桩 4.2 受检桩要求 4.2.1受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa。 4.2.2桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。 4.2.3桩顶面应平整、密实，并与桩轴线基本垂直。 5现场检测 5.1准备工作 5.1.1收集工程桩的桩型、桩长、桩径、设计桩身混凝土强度、施工记录及地质勘察报告等有关技术资料。 5.1.2检查桩顶条件和桩头处理情况 受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与设计条件基本相同。 灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散、破损部分，并露出坚硬的混凝土表面；桩顶平面应平整干净无积水，必要时宜采用便携式砂轮机磨平；妨碍正常测试的桩顶外露主筋应割掉。 预应力管桩当法兰盘与桩身混凝土之间结合紧密时，可不进行处理，否则，应采用电锯将桩头锯平。 当桩头与承台或垫层相连时，应将桩头与混凝土承台或垫层断开。 5.1.3检查仪器设备，使测试系统各部分之间匹配良好。 5.2现场仪器设备配置（如下图）：

5.3测量传感器的选择和安装 5.3.1传感器的选择 检测长桩的桩端反射信息或深部缺陷时，应选择低频性能好的传感器；检测短桩或桩的浅部缺陷时，应选择加速度传感器或宽频带的速度传感器。 5.3.2传感器的安装 1、传感器安装应采用化学粘结剂或石膏、黄油等粘贴，不应采用手扶式。安装时必须保证传感器与桩顶面垂直。 2、激振点和传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。 3、实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处；空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90度，激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。 5.4激振操作 1、激振方向应沿桩轴线方向。 2、激振方式应通过现场敲击试验，选择合适重量的激振力锤和锤垫。宜采用小锤（窄脉冲）获取短桩或桩的上部缺陷反射信号，宜采用大锤（宽脉冲）获取长桩或桩的下部缺陷反射信号。 5.5测试参数设定 1、时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于5ms；幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz。 2、设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长，设定桩身截面积应为施工截面积。 3、桩身波速根据本地区同类桩型的测试值初步设定。一般可按下表选择： 4、采样间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择；时域信号采样点数不宜少于1024点，在保证测得完整信号的前提下，选用较高的采样频率或较小的采样时间间隔。 5、放大器增益应结合激振方式通过现场对比试验确定。 6、传感器的设定值应按计量检定结果设定。 5.6测试信号采集和筛选 1、根据桩径大小，桩心对称布置2～4个检测点；每个检测点记录的有效信号数不宜少于3个，通过叠加平均提高信噪比。 2、检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征。 3、不同检测点及多次实测时域信号一致性较差时，应分析原因，增加检测点数量。 4、信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统量程（避免信号波峰削波）。 5、每根被检测的基桩均应进行二次以上重复测试，当检测波形重复良好时方可存储记录。当重复性不好时应及时清理激振点，改善传感器安置条件或排除仪器故障后重新进行测试。对于异常波形，应在现场及时分析研究，排除可能存在的激振或接收条件不良因素的影响后重新测试。

反射波法检测基桩完整性时的注意事项

反射波法检测基桩完整性时的注意事项 低应变反射波法源于应力波理论，基本原理是在桩顶进行竖向激振，使桩中产生应力波，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗界面（如桩底、断裂或离析、夹泥等部位）或桩身截面积变化（如缩颈或扩径）部位，将产生反射波，利用特定的仪器设备经接收、放大、滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息。通过对反射信息进行分析计算，来判断桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及其位置。 反射波法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置，它属于快速普查桩身质量的一种半直接方法，由于其具有检测速度快、费用低和检测覆盖面广的优点，它已成为基桩完整性检测中应用最为广泛的方法。 反射波法在实际应用中存在许多问题应引起注意和重视，否则将对基桩完整性检测的效果产生较大的影响。 1、桩头处理 在现场信号采集工作中，桩头处理的好坏关系到测试是否能够成功的重要因素，也是测试前需要准备的关键性步骤。在实际工程中，往往由于破桩头不到位，桩顶面存在浮浆或低强度混凝土，此外，在破桩头时很容易使桩顶混凝土出现裂纹或疏松、破碎，有时桩头被水或淤泥等覆盖，所以在检测时必须对桩顶面进行处理，但在大多情况下，很多测试工作人员忽略了这一点，结果无论怎么改变传感器及其安装位置或激振方式，始终得不到理想的信号曲线。因此，桩头应为达到设计标高的有效桩头，必须凿去表面浮浆，处理到有新鲜含骨料的混凝土为止，且桩头不能破碎，含水，不能有杂物，要尽量保证桩头干净，平整。这可以通过随身携带凿子以凿平安装点和锤击点或委托施工方在测试前用电砂轮打磨4至5个小平面（如图1所示），这样有利于传感器的安装和力棒的锤击。 图1 打磨桩头 桩头出露的钢筋笼应以不影响敲击为准，并且高度应适中，否则当小锤敲击桩头时产生的激荡应力波易于在钢筋上产生振荡反射叠加于入射波中，从而影响浅部缺陷波形的识别。 2、传感器选择与安装

反射波法

三、地震反射波法 1、阐明有效波、干扰波的概念及其相对意义。 在数据采集中，埋置于地面的检波器可接收到来自于地下多种波的扰动，其中只有可用于解决所提出的地质任务的波才称为有效波，所有妨碍有效波识别和追踪的其他波称为干扰波。由此可见，在反射纵波法勘探中，一般只有反射纵波是有效波，其他波属于干扰范畴，而在瑞雷面波法勘探中，除瑞雷面波外，均为干扰波。 2、画图表示怎样用综合平面图表示观测系统。 它是目前生产中最常用的观测系统图示方法。它从分布在测线上的各激发点出发，向两侧作与测线成45角的直线坐标网，将测线上对应的接收排列投影到该45角的斜线上，并用颜色或加粗线标出对应线段。该线段在地面的投影对应覆盖的反射段。 用综合平面图表示观测系统 5、什么叫最佳接收地段？反射波的最佳接收地段应怎样选取？ 在反射波法勘探中，为了有效地避开面波、声波、直达波、和折射波对有效反射波的干扰，可把接收地段选择在尽可能不受或少受各种干扰波影响的地段，这种最佳接收地段又称为最佳时窗。在反射波法勘探中，根据各种波在时空剖面上的视速度及到达时间差异选择尽可能避开面波、声波、直达波和折射波，而最大限度突出有效反射波的地段。 8、什么叫滤波？数字滤波处理的目的？ 一个原始信号通过某一“装置”后变为一个新信号的过程称为滤波。目的是消除干扰波。 10、请画图说明理想滤波器在频率域的特点及其分类？ 理想滤波器是有效波在其频率范围内完全无畸变地通过，干扰完全被压制掉。因此，要求其频率响应为： ???==01)()(f H f H 其它有效波频带内 这意味着其相位响应特性为零，故理想滤波器一定是零相位滤波器，一定是非物理可实现的。当然，它也隐含着在有效波频带内不要有干扰，否则无法滤掉。 理想滤波器的频率响应函数图形是一个矩形，像门一样，所以也称之为门式滤波器。 A 、理想低通滤波器 其频率响应如图(a)所示，其数学模型为： ? ??=01)(f H L c c f f f f >< 图24 理想低通滤波器的频率与脉冲响应 其中b 图横坐标应为t ，纵坐标应为)(t h L B 、理想带通滤波器 一般情况下，记录中既有高频干扰，又有低频干扰，则需要设计带通滤波器，其数学表达式为：

桩基完整性(低应变试验)试验方法

1 桩基完整性（低应变试验） 1.1一般规定： （1）低应变反射波法适用围为：混凝土灌注桩、混凝土预制桩、预应力管桩及CFG 桩。 （2）对桩身截面多变且变化幅度较大灌注桩，应采用其他方法辅助验证低应变法检测的有效性。 （3）受检桩混凝土强度不应低于设计强度的70%，且不应低于15MPa 。 1.2检测原理： 低应变法目前国普遍采用低应变反射波法，为狭义低应变法，其通过采用瞬态冲击的方式（瞬态激振），实测桩顶加速度或速度响应曲线，以一维线弹性杆件模型为依据，采用一维波动理论分析判定基桩的桩身完整性。因此基桩必须符合一维波动理论要求，满足平截面假定和一维线弹性杆件模型要求，一般要求其桩长远大于直径即长径比大于5或瞬态激励有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比大于5。 1.3检测方法及工艺要求 （1）检测前的准备工作 a 受检基桩混凝土强度至少达到设计强度的70％，或期龄不少于14天时方可报检。 b 施工单位填写报检表，经监理工程师签字确认后，至少提前2天提交给现场检测人员。 c 施工单位向检测单位提供基桩工程相关参数和资料。 d 检测前，施工单位做好以下准备工作： ①剔除桩头，使桩顶标高为设计的桩顶标高。 ②要求受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与桩身设计条件基本相同。 ③灌注桩要凿去桩顶浮浆或松散破损部分，并露出坚硬的混凝土表面。 ④桩顶表面平整干净且无积水。 ⑤实心桩的第三方位置打磨出直径约10cm 的平面，平面保证水平，不要带斜坡；在距桩第三方2/3半径处，对称布置打磨2～4处（具体见图1），直径约为6cm 的平面，打磨面应平顺光洁密实图2 不同桩径对应打磨点数及位置示意图 0.8m

桩基低应变动力检测

桩基低应变动力检测 摘要：本文以树人学校为例，阐述了低应变检测桩基的理论和方法，希望为相关人员提供参考。 关键词：动力检测低应变声波完整性 一、工程概况 南京师范大学附属中学树人学校项目位于南京市下关区扬子江大道东北侧，西侧毗邻长江，东与迎江园小区相望（7层住宅楼，砖混结构），北侧为建筑空地。本地块为造船长遗址，用地面积为4140.96m2（扣除河道保护线及防洪通道），总建筑面积为73926.2m2，其中地上总建筑面积为59467.7 m2，地下总建筑面积为14458.6m2。。本项目集教学、住宿、娱乐与一体综合性校区，南京师范大学附属中学树人学校俯瞰图该项目工程重要性等级为二级，场地复杂程度为二级，地基复杂程度为二级，岩土工程勘察等级为乙级。田径场部分与信息办公综合楼若结构体系相连，则该部位地基基础设计等级为甲级；否则与其余建筑群保持一致，地基基础设计等级为乙级；各建筑群抗震设防类别为乙类。本工程基础采用钻孔灌注桩，工程桩直径为0.8米，桩长一进入地下岩层50公分为准，因此均在59-70米之间。 二、低应变概述 桩基动力检测是指在桩顶施加一个动态力（动荷载），动态力可以是瞬态冲击力或稳态激振力。桩-土系统在动态力的作用下产生动态响应，采用不同功能的传感器在桩顶测量动态响应信号（如位移、速度、加速度信号），通过对信号的时域分析、频域分析或传递函数分析，判断桩身结构完整性，推断单桩承载力。 根据作用在桩顶上的动荷载能量能否使桩土之间发生一定弹性位移或塑性位移，把动力测桩分为低应变、高应变两种方法。低应变法作用在桩顶上的动荷载远小于桩的使用荷载，能量小，只能使桩土产生弹性变形，一般情况下只产生10的负五次方动应变。 随着动测技术在工程中的应用，积累了大量的实测资料。许多国家已把桩动测技术列入了有关规范，我国《建筑基桩检测技术规范》总结了前些年桩基检测的一些经验，代表了当前桩基动测的新观点。将反射法、机械阻抗法（包括瞬态机械阻抗法和稳态机械阻抗法）合并，统称为低应变法。指出低应变法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定装身缺陷的程度及位置。未再对校核桩长以及估计桩身混凝土强度做出规定，不再提低应变法检测单桩承载力。 三、试验方法 （一）、仪器设备： 国内主要有：RS系列桩基动测仪，ZK系列桩基动测仪，RSM系列桩基动测仪，PDAS系列桩基动态检测系统。 国外：PIT桩身完整性测试仪，TNO基础桩诊断系统。 （二）、低应变法分类： 1、按激振方式分类： （1）、瞬态法：对桩顶面施以轴向瞬时冲击力或施以冲量激起桩的振动，这种振动属冲击或瞬态振动。瞬态法是瞬态非周期振动，特点是能量突然释放，持续时间短。一般能量传递时间比桩自振周期要短，而响应持续时间数倍于桩振动周期。 目前的低应变动测法大都属于瞬态法。反射波法使用手锤或力棒激振；瞬态

试验检测人员继续教育低应变检测技术自测答案

试验检测人员继续教育低应变检测技术自测答 案 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】

试验检测人员继续教育低应变检测技术自测答案 第1题 空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为 答案:B 第2题 低应变反射波法检测中，用加速度计测得的原始信号是，实际分析的曲线是 A.加速度加速度 B.加速度速度 C.速度加速度 D.速度速度 答案:B 第3题 低应变反射波法检测时，每个检测点有效信号数不宜少于个，通过叠加平均提高信噪比 答案:C 第4题 当桩进入硬夹层时，在实测曲线上将产生一个与入射波的反射波 A.反向 B.奇数次反射反向，偶数次反射同向 C.同向 D.奇数次反射同向，偶数次反射反向 答案:A 第5题

低应变反射波法检测中，桩身完整性类别分为类 答案:D 第6题 低应变反射波法所针对的检测对象，下列哪个说法不正确 A.工程桩 B.桩基 C.基桩 D.试桩 答案:B 第7题 对某一工地确定桩身波速平均值时，应选取同条件下不少于几根Ⅰ类桩的桩身波速参于平均波速的计算 答案:D 第8题 低应变反射波法计算桩身平均波速的必要条件是 A.测点下桩长、桩径 B.测点下桩长、桩顶相应时间、桩底反射时间 C.测点下桩长、成桩时间 D.桩径、桩顶相应时间、桩底反射时间 答案:B 第9题 低应变反射波法在测试桩浅部缺陷时，激振的能量和频率要求 A.能量小，频率低 B.能量大，频率高 C.能量小，频率高 D.能量大，频率低答案:C 第10题 港口工程桩基动力检测规程中，“检测波波形有小畸变、波速基本正常、桩身有轻微缺陷、对桩的使用没有影响”描述，应判为桩

低应变反射波法检测桩基完整性简介

桩基完整性检测 ----------低应变反射波法简介 一、前言 在桩基完整性动力检测诸方法中，由于低应变动力检测仪器设备轻便，成本低廉，现场检测速度快，覆盖面大，受到广大受检单位的欢迎。为了确保桩基工程的质量，我国相关部门先后编制了一系列规范规程，其中《基桩低应变动力检测规程》（JGJ/T93-95）以及《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/T F81-01-2004）的发布实施，使基桩低应变动力检测工作更加严格规范，也为检测报告的统一编写起到规范化的作用。 二、低应变反射波法的原理 低应变反射波是基桩工程质量检测普遍使用的一种有效方法，它以检测原理清晰，测试方法简便，成果较可靠，成本低，便于对桩基工程进行普查等特点在成桩质量检测中充分发挥作用。 我国发布实施的现行动力检测规范中反射波法的适用范围中明确指出：该法可以检测桩身混凝土的结构完整性，推定缺陷类型及其桩身中的位置，也可对桩的混凝土强度等级作出估计。由此可见，它可为基桩工程的成桩质量的分类提供评判依据。 1、基本概念 将桩视为一维弹性杆件，用力锤（或力棒）在桩头施加一小冲击扰动力F(t)，产生瞬时激振，激发一应力波沿桩身传播，然后利用速度检波器、速度或加速度传感器接收由初始信号和由桩身缺陷或桩底

产生的反射信号组合的时程曲线（或称为波形），最后分析者利用信号采集分析仪对所记录的带有桩身质量信息的波形进行处理和分析，并结合有关地质资料和施工记录作出对桩的完整性的判断。 2、应力波基本概念 应力波：当介质的某个地方突然受到一种扰动，这种扰动产生的变形会沿着介质由近及远传播开去，这种扰动传播的现象称为应力波。 波阻抗：将桩当作一维杆件，其直径远小于长度的杆件，当遇到桩身阻抗Z= ρ·AC（ρ：密度；C：应力波速；A：桩横截面积）。变化界面时，要产生反射和透射。弹性波在桩身内传播遇到桩身阻抗界面时是垂直入射和反射的。假定桩界面上段的阻抗为Z1，下段的阻抗为Z2，且不考虑桩周土阻力的影响。根据桩在界面上位移和速度的连续条件，力与应力和位移的关系，可推导出在桩身阻抗变化处的反射系数Rf 关系式： Rf=（Z1-Z2）/（Z1+Z2） 式中：Rf－反射系数； Z1、Z2－分别为桩身材料上、下界面的广义波阻抗； ρ、A、C－分别为桩身材料的质量密度、桩身截面积及应力波速。 根据反射系数R f 的正、负来确定桩身阻抗的变化情况：当RF＞0 时，反射波与入射波同相位，表示桩身界面阻抗由大变小，如缩径、离析、断桩及桩底反射等；反之，Rf＜0 时，反射波与入射波反相位，表示桩身界面阻抗由小变大，如扩径、端承桩桩底反射情况。桩截面

基桩低应变检测方案

基桩低应变检测方案 工程名称： 联系人员及电话： 编制： 批准： 宁波蓝海工程检测有限公司 邮编：315016 电话：5 地址：宁波望春工业园春华路885号2号楼 2016年月日

一．工程概况 1．工程名称： 2．工程地点： 3．建设单位： 4．委托单位： 5．勘察单位： 6．监理单位： 7．施工单位： 8．设计单位： 设计参数：桩型/桩径/桩长/砼强度：/ / / 总桩数/检测桩数：/ 结构形式/层数： 9．试验标准：《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003） 10．试验内容：低应变动力检测确定桩身结构完整性 二．抽样方式及检测数量 1．抽样方式：□建设（监理）□设计□质监部门□委托方 2．抽检数量及桩号：详见选桩表 三．基桩检测主要设备 四．检测原理、方法 1、检测原理 采用反射波法检测桩身完整性。该法以一维波动理论为基础，应用应力波特征法来检验桩身质量。用力锤对桩作瞬态激振，以产生脉冲应力波，应力波沿桩身往下传播，到达桩底后发生反射,再向上传播返回桩顶。当桩身存在缺陷时，波阻抗变化也会使应力波产生反射，该反射波传播至桩顶由传感器接收，

性质、程度不同的缺陷引起反射波在振幅、相位与频率上不同程度的改变，当阻抗减少时,此反射波为负;当阻抗增加时,此反射波为正;阻抗变化大,反射波就大。根据这种变化的波形，结合工程地质和施工等有关资料，可以判断缺陷的性质、程度与位置。 2、检测方法 用力锤击桩顶部，产生脉冲应力波，并由设置在桩顶的加速度（或速度）传感器接收信号，信号经电荷放大器放大后送基桩分析系统处理。 3、试桩等级说明： ⑴桩身结构质量分类代号: Ⅰ类桩：波形规则衰减，无缺陷反射波存在，桩底清晰，波速正常，桩身完好。 Ⅱ类桩：波形规则衰减，存在轻度缺陷反射波，桩身有小缺陷，桩底可分辨，波速正常。可以作为工程桩使用。 Ⅲ类桩：波形存在严重的缺陷反射波，桩底反射不易识别，波速偏低，砼质量较差。作为工程桩使用需采取处理措施。 Ⅳ类桩：波形存在严重的缺陷反射波，且多次重复反射，波无法向下传播，无桩底反射。 ⑵检测结果中缺陷的距离是指检测面到缺陷的距离。 五．试桩的桩头处理 1、试桩桩顶不能有积水，宜保持干燥； 2、试桩桩顶应完整、无破损；如有破损，则将破损处破除至好的混凝土面。 六．现场检测用电 1、动测一般有自备电源。如检测桩数较多时，仪器电池不够用，在场地50m范围内应有（220V）电源； 2、场地应避免有强烈震动。 注：以上二条需建设方积极协调配合 七．被检测桩的龄期 受检测桩的混凝土龄期至少达到设计强度的70%，且不小于15Mpa。 八．扩大检测要求

低应变反射波法

洋洋味道洋洋味道 号：学姓名：林必挺 业：地质资源与地质工程专院系：地球科学与工程学院 教授职称：袁宝远指导教师： 2016年6月 2016年4月 基于桩基检测的低应变反射波法一、引言其作用在于将上部结构是建、构筑物重要的组成部分,桩基础属于隐蔽性工程,其质量优劣直接影响到 整个结构的安全与稳定。荷载传递到桩周及下部较好地层中,因此桩基对工程质量起着不容忽视且不可替代的作用。然而在实际中由于现场地质常常会出现各种各样的工程,条件复杂、施工工艺以及施工中对施工质量控制不当等离析、缩径、夹泥、稍有不慎就容易造成诸如扩径、缺陷。尤其是对于混凝土灌注桩,空洞、断桩等影响桩基安全使用的各种质量问题。缺陷的存在必然不同程度地影响如果能事先较为准确地判断出桩身缺严 重者甚至使单桩丧失承载力。到桩基承载力,,排除事故隐患。因此,就可以及时采取补救措施,陷类型及严重程度、缺陷位置等 ,对单桩承载力检测以及桩身的完整性检测对桩基工程来说就具有极为重要的意义是任何情况下都决不可忽视的至关重要的隐蔽工程验收手段。

高应变用于桩身质量完整性检测的方法主要有静载荷试验、钻芯检测法、目前,动测法、低应变反射波法、超声波透射法等。低应变反射波法是在这种工程需要和具有操技术发展的背景下发展起来的一种对桩身结构完 整性进行评价的动测方法,是目前桩基质量检测,作简单、快速、经济而且能无破损检验桩身质量等多方面优点对于各检测方在桩基检测当中得到 了广泛的应用。规范首推的桩身完整性检测方法,所示。1法的对比如表 各检测方法的对比1表 无损检测检测类型有损检测 超声波透射低应变反射静载荷试钻芯检测高应变动测检测方法 法波法法验法 桩身结构完桩身结构完单桩承载力检测目的单桩承载桩身结构 和桩身结构整性完整性整性力 完整性 不能检测桩不能解决桩多解性不能区分检测局限易斜钻， 强度及沉降身外形畸变破坏模式性局部检测 问题 较高低较低一般高检测效率 较低低高较高较高检测费用

桩基低应变检测报告

基桩低应变法检测报告

批准：审核：校核：主检： 一、工程概况： 该工程位于********，由*****单位承建。该工程桩基础全部为钻孔灌注桩，共计8根，设计桩径为500mm，于※※年※※月※※日浇注。混凝土的设计强度等级为C30。受中铁第十一工程局的委托，对该工程基础桩的桩身完整性进行了检测，受检桩编号为1、8、17、12、20、10、16、13，共8根。 二、地质情况 拟建场地土层情况自上而下为： （1）杂填土：稍湿，松散，层厚1.10～4.6m。（2）淤泥：饱和，流塑，

厚度1.30～4.2m。（3）残积砂质粘性土：湿，可塑～坚硬，层厚2.20～8.60m。（3）-1强风化花岗岩：为花岗岩风化残留球状风化体，呈散体状、碎块状，厚度3.80～7.00m。（4）全风化花岗岩：中粗粒结构，散体状构造，厚度3.00～18.80m。（5）-1强风化花岗岩：中粗粒结构，散体状构造，最大揭露厚度1.50～23.20m。（5）-2强风化花岗岩：中粗粒结构，碎块状构造，最大揭露厚度0.50～15.20m。（6）中风化花岗岩：中粗粒结构，块状构造，原岩结构清晰，裂隙不发育，最大揭露厚度9.20 m。 三、反射波测桩的基本原理 反射波法适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。 反射波法测桩的示意图如上图所示，其基本原理为：用锤激励桩头，所产生的应力波将沿着桩身向下传播，在传播过程中，如遇到波阻抗界面，将产生声波的反射和透射。应力波反射和透射能量的大小取决于两种介质波阻抗

的大小。由波动理论可知，当应力波遇到断裂、离析、缩颈及扩底时，由于波阻抗变小，反射波与入射波初动相位同相；当应力波遇到扩颈、扩底时，波阻抗变大，反射波与入射波的初动相位反相。结合振幅大小、波速高低、反射波到达时间等可对桩的完整性、缺陷程度、位置等作出综合判断。 桩身长度根据下列公式计算： L= 2T V p 式中，L为桩身长度，Vp为应力波传播速度，T为桩底反射波到达时间。 四、资料分析与结果 本次共对2根桩进行了低应变法检测。其结果详见附表，各试桩的实测信号曲线见附图。 桩身完整性分类为： （1）Ⅰ类桩（完好桩）：桩身连续性好，桩身规则，混凝土结构密实，桩体无缺陷存在，在时域波形上表现为曲线规整、圆滑、无异常信号迭加。 （2）Ⅱ类桩（一般桩）：相对完好桩而言，桩身规则性略有差异，反映在时域波形上则有轻微异常信号迭加，波形不甚圆滑，说明桩身局部存在轻微的离析、缩颈、扩颈等缺陷，但整体尚好。 （3）Ⅲ类桩（缺陷桩）：反映在时域曲线上畸变较大，桩底反射信号不清楚，难以辩认。说明桩身存在局部缩颈、夹泥、离析等缺陷。这类桩对单桩承载力有一定的影响，需要做进一步的处理。 （4）Ⅳ类桩（严重缺陷桩）：反映在时域曲线上严重畸变，无桩底反射信号，桩间反射信号较强，桩身存在严重缩颈、离析、夹泥、断裂等缺陷。

经典低应变反射波法的基本原理

一、低应变反射波法的基本原理 低应变反射波法是以一维弹性杆平面应力波波动理论为基础的。将桩身假定为一维弹性杆件（桩长>>直径），在桩顶锤击力作用下，产生一压缩波，沿桩身向下传播，当桩身存在明显的波阻抗Z变化界面时，将产生反射和透射波，反射的相位和幅值大小由波阻抗Z变化决定。 桩身波阻抗Z由桩的横截面积A、桩身材料密度ρ等决定:Z=ρCA 假设在基桩中某处存在一个波阻抗变化界面，界面上部波阻抗Z1=ρ1C1A1，上部波阻抗Z2=ρ2C2A2。 ①当Z1=Z2时，表示桩截面均匀，无缺陷。 ②当Z1>Z2时，表示在相应位置存在截面缩小或砼质量较差等缺陷，反射波速度信号与入射波速度信号相位一致。 ③当Z1

基桩低应变反射波法检测报告

（样式一，须另加专用封套） （这里提供两种样式，各单位具体执行时可以微调，但信息量只能增加，不得减少） ※※※※※※※※※※工程 基桩低应变反射波法 检测报告 报告编号：※ 检测人员：（含上岗证号） 报告编写：（含上岗证号） 复核：（含上岗证号）（盖骑缝章） 审核：（含上岗证号） 批准人（职务）：（或技术负责人，各单位据质量管理手册自定） （技术资质专用章、CMA章等，分开或合一均可） 检测单位名称（须与专用章名称统一） ※年※月※日

声明 1. 本报告涂改、错页、换页、漏页无效； 2. 检测单位名称与检测报告专用章名称不符者无效； 3. 本报告无我单位相关技术资格证书章无效； 4. 本报告无检测、审核、批准人（或技术负责人）签字无效； 5．未经书面同意不得复制或作为他用。 6．如对本检测报告有异议或需要说明之处，可在报告发出后15 天内向本检测单位书面提出,本单位将于5日内给予答复。 检测单位：（加盖技术资质专用章、CMA章等，分开或合一均可） 地址： 邮编： 电话： 传真： 监督电话： 联系人：

（样式二） （这里提供两种样式，各单位具体执行时可以微调，但信息量只能增加，不得减少，正式报告中须去掉本规定格式中的注释红字） 基桩低应变反射波法 检测报告 工程名称： 工程地点： 委托单位：（盖骑缝章）检测日期：※年※月※日 报告编号： 合同编号：（可缺省） （技术资质专用章、CMA章等，分开或合一均可） 检测单位名称（须与专用章名称统一） ※年※月※日

※※※※※※※※※※※※工程 基桩低应变反射波法检测报告检测人员：（含上岗证号） 报告编写：（含上岗证号） 复核：（含上岗证号） 审核：（含上岗证号） 批准人（含职务）：（或技术负责人，各单位据质量管理手册自定） 声明： 1. 本报告涂改、错页、换页、漏页无效； 2. 检测单位名称与检测报告专用章名称不符者无效； 3. 本报告无我单位相关技术资格证书章无效； 4. 本报告无检测、审核、批准人（或技术负责人）签字无效； 5．未经书面同意不得复制或作为他用。 6．如对本检测报告有异议或需要说明之处，可在报告发出后15 天内向本检测单位书面提出,本单位将于5日内给予答复。 检测单位：（加盖技术资质专用章、CMA章等，分开或合一均可） 地址： 邮编： 电话： 传真： 监督电话： 联系人：

反射波法基本测试原理与波形分析

一. 反射波法基本测试原理与波形分析 1.广义波阻抗及波阻抗界面 设桩身某段为一分析单元,其桩身介质密度、弹性波波速、截面面积分别用ρ,C ,A 表示,则令 Z =ρCA (7-1) 称Z 为广义波阻抗。当桩身的几何尺寸或材料的物理性质发生变化时,则相应的ρ、C 、A 发生变化,其变化发生处称为波阻抗界面。界面上下的波阻抗比值为 2 2211121A C A C Z Z n ρρ== (7-2) 称n 为波阻抗比。 2.应力波在波阻抗界面处的反射与透射 设一维平面应力波沿桩身传播,当到达一与传播方向垂 直的某波阻抗界面(如图7-2所示)时。根据应力波理论,由连续性条件与牛顿第三定律有 V I +V R =V T (7-3) A 1(σI +σR )=A 2σT (7-4) 式中,V 、σ分别表示质点振动的速度与产生的应力,下标I 、R 、T 分别表示入射波、反射波与透射波。 由波阵面的动量守恒条件导得 σI =－ρ1C 1V I σR =ρ1C 1 V R σT =-ρ2C 2V T 代入式(7-4),得 ρ1C 1A 1(V I －V R )=ρ2C 2A 2V T (7-5) 联立式(7-3)与(7-5),求得 V R =－FV I (7-6a) V T =nTV I (7-6b) 式中 n n F +-= 11 称为反射系数 (7-7a) n T +=12 称为透射系数 (7-7b) 式(7-6)就是反射波法中利用反射波与入射波的速度量的相位关系进行分析的重要关系式。 3.桩身不同性况下应力波速度量的反射、透射与入射的关系 (1)桩身完好,桩底支承条件一般。此时,仅在桩底存在界面,速度波沿桩身的传播情况如图7-3所示。 因为ρ1C 1A 1>ρ2C 2A 2,所以n = Z 1/Z 2>1,代入式(7-7)得 F <0,(T 恒>0) 由式(7-6)可知,在桩底处,速度量的反射波与入射波同号,体现在V (t )时程曲线上,则为波峰相同(同向)。典型的完好桩的实测波形如图7-4。 由图7-3、图7-4分析可得激振信号从触发到返回桩顶所需的时间t 1、纵波波速C 、桩长L 三者之间的关系为 1 2t L C = (7-8) Z 1=ρ1C 1A 1 Z 2=ρ2C 2A 2 图7-2 应力波的反射与透射