混凝土缺陷桩导纳响应模拟及缺陷量化分析

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发布时间：2021-09-19

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混凝土缺陷桩导纳响应模拟及缺陷量化分析*
靖王建华
张献民
（天津大学建工学院岩土工程研究所 300072）（中国民用航空学院天津300060）
[提要」利用系统分析原理，从，域对杜士系统进行分析，得到系统传递函数速度导纳响应函数。从缺陷桩的桩土系统参数模型出发，推导出缺陷桩速度导纳响应模型，研制了Matal分析计算软件，得到缺陷桩的速度导纳曲线存在大峰夹小峰的特征，提出了一种直观的判断基桩完整性的方法。根据这一特征，得到小峰与大蜂之比与缺陷程度之间的关系曲线、提出利用导纳曲线进行缺陷量化分析.
[关键词] 导纳响应系统分析传递函数量化分析
Withi the svslem analysis theorv, transfer function and veloeity mobility respunse in s douain are deduced. Acoordine to the pilke soil parameter mordel, the mobility of concrete defetive pile is gained, and hased on it, a program of Mat- lab language is worked out to simulate mobility response of a defexlive pile. A simple method is provided to determine the integrity of the shaft. The relation betw een ratio of peaks and dlegree of defect is worked out, then a methoul of quantity analysis in frequency domain is propised
Keywords: coraduelare respnse: svslen unalysis: Lransler luut iou: ulily analysis
目前，桩某完整性检测中广泛应用低应变反射波
统特征方程、界面应力和位移连续条件组成的一组微法1.2 ，但反射波法检测到的速度或加速度时程信号
分方程来描述4：有时会出现反应信息少或波形较为复杂的情况，此时
桩身质量评价可靠性差。特别是实际条件下，一些雄
，：4—1—B—0ar
身存在渐变缺陷时，时城中的反射信号较弱，时城曲线
sS.ida/dal.a -fi 模糊不霜，很难定出缺陷位置及程度。在此，提出了利
用导纳曲线进行频率域缺陷层化分析的简便方法
Eddl--i (i = 2.3. ) (2) —s域系统分析
这里，域是指时域系统经过较普拉斯变换后所形
s,Eàn/z 1-= s),iel 成的以s为变量的系统分析领域，基枉动测中遇到的
a，lw1桩土系统通常用以下时域微分方程来描述1
式中2-1(1)为第j-1段桩顶位移阻抗: j= n时(桩 22u
—A—Bu—=0（1）
顶部位），fi （t）= Q（1）； Q11）为在桩顶施加的瞬态力.
j=1时为杜底部位，可由基本方程（1）、平衡条件、边式中：，为反射波速， U—JE/P. E， P分别为杜身单件
界条件来描述如下1：模量和密度：A， B为与桩侧土阻尼和刚度有关的系
数， A= c，C/5， B—h，C/5，其中C， s分别为桩的周
，22n
a—A—Bi—20
02
长和载面面积， cah，为桩侧上阻总和刚度； u为桩身
s,Edu/da l,= fit 质点的竖向位移。
（3）为分析方便，设桩周
100
么土均匀，杜土系统变形为
小变形，将桩按缺路位置自下而上分为n段，每段长
受瞬态激振力作用，每个系统都有如下初始条件：为h，每段顶面距桩顶的
“，1
山1=0
Qu/atl=0
（4）距离为H，，长为1，如图
—
由于初始条件为零，对方程组（2），（3），（4）两端应用拉1所示，将每一段看成
：海
普拉斯变换进行求解1.1，可得，城中杜顶速度响应的个系统，则对于系统j可由
基本方程（1），平衡方程系图1粧士系统模形
·高等学校博士学科基金项目（ 20N305643）