基桩内力测试中的混凝土损伤分析

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发布时间：2022-03-07

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基桩内力测试中的混凝土损伤分析
吴志伟1.2,齐建国1,姜勇, 郭普宁1,魏进才
(1.东北电力设计院,长春130332. 河海大学地球科学与工程学院,南京210098)
摘要,在基桩静载过程中，采用自动化桩身内力测试系统连续观测桩身内力变化，结合原型试验,发现桩身应变呈
台阶状增大。卸载阶段,由于桩身回弹量大于土层回弹量，土层中产生负摩擦阻力。在资料处理过程中，认为混凝土
损伤模型能有效解释加载过程中标定断面的模量-减小现象。利用损伤力学理论,得到了混凝土模量与其自身应变
的函数关系，根据桩身实际应变状态选取不同的模量,由此计算桩身内力。原型试验的计算结果表明,利用该方法得
到的桩身内力更加科学。
关键词:桩;内力测试损伤力学;静裁试验;自动化
中图分类号:P631
文献标志码:A
文章编号: 1674-4764(2012)S1-0174-05.
Analysis of Concrete Damage Model in Pile Body Stress Test
wU Zhiweil.", Q1 Jianguo'，JIANG Yong'，GUO Puning' ，WEI Jincail
(1. Northeast Eleetric Power Design Institute, Changchun 130033, P. R. Chinap
2. College of Earth Science and Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, P. R. China)
Abstract: Automatie pile body stress test system is used in an irsitu static loading test. It's found that strain process line has a
step-like feature. When unloading, as the rebound amount of soil is less than the amount of pile body, negative fictional resist-
ance exists in the soil. It' s considered that concrete damage model can explain the modulus "reduced" phenomenon of calibration
section's concrete. Based on damage mechanics theory, a function of modulus of concrete and its own strain are obtained. Ac-
cording to actual strin of pile body, different modulus are adopted to calculate pile body stress. The insitu test results show
that this method is more reasonable.
Key words :pile; stress test; damage mechanics; static loading test; automate technique
基桩静载试验是公认的检测单桩承载力最直观最可靠
损伤力学机理能有效描述该问题。
的传统方法。在现场静载试验过程中, 往往配合桩身内力测
为了更为有效地观测静载试验过程中桩身荷载的传递
试,以测定桩身轴力和桩侧土侧摩阻力,由此确定基桩的荷
机理,设计了自动化的桩身应力测试系统,获得了大量连续
载传递机理,了解桩的工作性状0。对于预制桩.受制于成.
的观测资料。在其资料处理过程中,注意到混凝土材料在原
桩工艺(如离心法,和施工工艺(如锤击法,的动力干扰,易造
型试验时会发生--定程度的损伤，基于损伤力学的基本理论,
成测试传感器或导线的破损，其桩身应力测试在实践中应用
阐述了桩身材料模量的选取问题，为合理地解释试验结果提
较少。目前,灌注桩的桩身应力测试最为普遍,灌注桩施工
供了理论依据，井结合越南永新电厂试桩做了试验研究。
过程对对测试系统的影响较小。只要做好一定的防护，传感
1自动化桩身应力测试
器成活率较高。
桩身应力测试主要是在主筋上埋设应力计，桩底埋设压
力盒0来监测桩身某一断面或桩底的应力应变。无论是振
1.1
测试系统
弦式应力计还是应变计。亦或滑动测微计,在资料处理过程
常规的桩身内力测试是在分级荷载加荷完毕后的一段
中都涉及将实测的应变换算成钢筋及混凝土的应力,假设桩
时间内测量，测量次数有限。为了获得桩身应力在静载试验
身材料是理想弹性体,采用标定断面获得的材料弹性模量计
过程中的连续变化性状,设计了桩身内力自动化测试系统,
算桩身应力。在具体工程实践中发现如若弹性模量选取不
其原理图如图1所示。
当,将导致桩身应力测试计算错误,下部某断面轴力甚至大
静裁试验采用自动化静力载荷测试仪实现位移记录和
于桩顶荷载，当接近极限荷载时.更易出现此类情况
油压控制的自动化,按照规范的要求记录数据和加、卸载。
究其原因,笔者认为受施工条件限制及灌注桩本身特性
将桩身内力测试电缆引至自动化数据采集仪通过已编程的
影响,桩身混凝土强度不高(多为C25~C40).且存在许多微
采集程序对传感器的数据进行采集，存储和显示。这样就可
裂纹等桩身微观缺陷,在受到较大荷载作用时，能表現出明
以获得桩身内力变化的完整过程,通过室内分析，可以获得
显的塑性。那么桩身材料模量就不是固定的混凝土材料的
许多有用信息。