桩基工程质量的诊断技术 方法、原理及应用实例PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 桩基工程质量诊断的目的和对象 1

1.2 成桩检测技术的发展概况 2

1.3 我国保障桩基工程质量的基本做法 7

1.4 成桩检测的内容 10

1.5 提高桩基工程质量诊断水平对桩基工程的重大作用 12

第2章 关于波动的基础知识 16

2.1 波动的概念和特性 16

2.1.1 波动的基本属性 16

2.1.2 波动的基本参量 17

2.1.3 冲击应力波的基本属性 18

2.1.4 波动方程与波的传播速度 20

2.1.5 弹性杆件的基本动力特性 22

2.2 一维波动方程的行波解 25

2.2.1 一维波动方程的行波解及其适用条件 25

2.2.2 应力波的叠加 27

2.2.3 应力波在杆件中阻抗突变截面处的反射和透射 27

2.2.4 应力波在不同介质之间传播的耦合问题 30

2.2.5 应力波在弹性杆件中传播的能量损耗、波形畸变和波速变化 31

2.2.6 沿轴向作用于杆件侧面的动态外力的影响 37

2.3 一维波动方程的谐波解 39

2.4 利用冲击激发应力波 44

2.4.1 激发应力波的基本方法 44

2.4.2 有限长弹性杆件的共轴碰撞 48

2.4.3 刚性锤体通过线性垫层对弹性杆件的锤击作用 52

2.4.4 冲击应力波的频率特性 55

2.4.5 集中脉冲力在弹性杆件顶面引发的波动 58

2.4.6 一维杆件中的局部非一维问题 62

2.5 应力波的检测技术 65

2.5.1 惯性系统在测定运动的传感器中的作用 65

2.5.2 传感器和测点间的振动传递问题 71

2.5.3 桩基检测中常用的传感器 73

2.5.4 使用桩基检测仪器的基础知识 78

2.5.5 应力波检测中的主要误差来源 82

第3章 检测桩基质量的传统方法——静载试验 88

3.1 我国对桩的静载试验的常规做法 88

3.2 静载下土阻力的变化规律和发展机理 89

3.3 静载下桩的破坏模式及其Q-s曲线特征 92

3.4 静载试验确定单桩竖向极限承载力的方法 94

3.5 静载试验的优点和应用局限性 101

第4章 新方法之一——透射波法 104

4.1 透射波法的原理及其基本检测方式 105

4.2 激振与检测系统 108

4.3 目前采用的标准检测方法 110

4.4 目前采用的常规分析方法 117

4.5 根据透射波法分析结果评定桩的完整性 124

4.6 非常规的检测与分析方法 127

4.7 部分具有代表性的应用实例 129

4.8 透射波法的检测精度和可靠性 133

4.9 透射波法的优缺点和应用局限性 136

4.10 发展前景 138

第5章 新方法之二——低应变反射波法 142

5.1 低应变反射波法的基本原理和常规做法 144

5.2 低应变反射波法的数据采集技术 151

5.3 实测信号的现场快速处理技术 159

5.4 数据记录在时域中的解读和分析技术 163

5.5 数据记录在频域中的解读和分析技术 176

5.6 桩身完整性的评定和检测结论 184

5.7 部分具有代表性的应用实例 185

5.8 低应变反射波法的检测精度和可靠性 199

5.9 低应变反射波法的优缺点和应用局限性 204

第6章 新方法之三——采用CASE法分析数据的高应变动力试验法 207

6.1 动力作用下的桩周土阻力 209

6.1.1 动力作用下桩周土体的基本性状 209

6.1.2 冲击荷载作用下的动态土阻力与静载试验时的静阻力的异同 210

6.1.3 土的静阻力在桩身受到冲击作用后的变化机理 213

6.2 高应变动力试验法的常规做法 218

6.2.1 高应变动力试验法的基本检测方式 218

6.2.2 在桩顶实施锤击的常规做法 219

6.2.3 检测的常规做法 221

6.3 高应变动力试验的数据采集技术 226

6.3.1 选择最合用的锤击设备 226

6.3.2 确保实际施加的锤击作用满足检测需要 233

6.3.3 确保现场采集的数据记录符合质量要求 240

6.3.4 现场检查数据记录质量的办法 250

6.3.5 试桩基本情况的快速判断 261

6.3.6 高应变动力试验法数据采集的安全措施 267

6.4 分析高应变动力试验数据的CASE法 268

6.4.1 CASE法的基本假定 268

6.4.2 CASE法中计算动态总阻力的CASE-Goble公式 271

6.4.3 确定桩周土体极限静阻力的基本算法 274

6.4.4 确定桩周土体极限静阻力的各种修正算法 278

6.4.5 用β法估计桩身缺陷的严重程度 281

6.4.6 关于CASE阻尼系数Jc的取值方法和物理意义的探讨 284

6.4.7 CASE法的应用可靠性和适用范围 292

第7章 新方法之四——采用拟合法分析数据的高应变动力试验法 297

7.1 实测曲线拟合法的基本分析流程 301

7.1.1 目前采用的桩土数学模型 302

7.1.2 实测信号的预处理 309

7.1.3 拟合分析流程的选择和参数的输入 314

7.1.4 拟合质量的评定和最佳拟合结果的抉择 315

7.1.5 指导拟合分析进程的专家系统 316

7.1.6 静载试验的Q-s曲线的模拟计算 316

7.1.7 分析结果的存储、调用、显示和打印检测报告的部分格式内容 318

7.2 关于拟合参数的合理取值范围及其变化对计算曲线的影响 319

7.3 用高应变动力试验法确定单桩承载力的可靠性 327

7.4 高应变动力试验法的成果评定 333

7.4.1 根据拟合分析结果评定单桩承载力 333

7.4.2 根据拟合分析结果评定桩身完整性 336

7.5 高应变动力试验法的优缺点和适用范围 337

7.6 高应变动力试验法的应用 343

7.6.1 打入桩的承载力测定 343

7.6.2 打桩过程的监测（沉桩监控） 346

7.6.3 沉桩过程中各种疑难问题的处理 349

7.6.4 水上打桩的特殊需要 352

7.6.5 借助于动力检测研究打入桩的工作机理 356

7.6.6 灌注桩的高应变动力试验 359

7.6.7 特殊类型灌注桩的高应变动力试验 372

第8章 桩基工程的质量诊断技术 380

8.1 两种根本不同的抽样检测方法 382

8.2 诊断桩基工程质量要靠多种成桩检测方法的综合运用 385

8.3 利用提早完成的检测结果诊断打入桩的质量 390

8.4 正确判断和评定单桩的工程质量 400

8.5 桩基工程的质量诊断 402

8.6 建立完善的桩基工程质量保障体系的必要措施 404

第9章 在桩基质量诊断中应用波动技术的若干问题的探讨 410

9.1 低应变反射波法中正确实施锤击的基本要求 410

9.2 低应变反射波法中实测初始应力波的研究 414

9.3 低应变反射波法的信号处理问题 418

9.4 低应变反射波法中常见干扰信号的成因和应对措施 421

9.5 低应变反射波法信号解读中的几个特殊技术问题 427

9.6 利用波动技术检测桩身完整性的其他方法 433

9.7 高应变动力试验法中截面内力Fm（t）的正确测定方法 438

9.8 拟合分析数据记录的预处理问题 443

9.9 对动阻力问题的探讨和辐射阻尼模型的应用 448

9.10 对临塑位移的探讨和“特大临塑位移”现象的研究 455

9.11 关于在拟合分析中土阻力激发不充分问题的探讨 464

9.12 关于阻抗拟合问题的探讨 466

术语 471

符号 475

参考文献 483