專(zhuān)利名稱(chēng)：振動(dòng)法和傳遞函數(shù)法結(jié)合的試樁技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木建筑工程中樁基的測(cè)試方法。
目前國(guó)內(nèi)外采用的動(dòng)力試樁方法很多，主要有大應(yīng)變法和小應(yīng)變法兩類(lèi)。大應(yīng)變法主要用于測(cè)試樁的承載力，但由于其所加荷載較大，所以測(cè)試設(shè)備笨重，并沒(méi)有完全擺脫靜載試驗(yàn)的煩惱，此外，它的理論并不嚴(yán)密，建立的計(jì)算公式中還有不少參數(shù)需要通過(guò)試驗(yàn)和動(dòng)靜對(duì)比來(lái)確定，因此很難達(dá)到較高的精確度。小應(yīng)變法目前主要用于檢查樁的質(zhì)量，對(duì)于樁的承載力值，只能憑動(dòng)靜對(duì)比和經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，因此有時(shí)誤差較大。
本發(fā)明的目的是解決樁的承載力和剛度之間的關(guān)系，從而使樁的小應(yīng)變動(dòng)測(cè)方法能較精確地測(cè)得實(shí)際單樁承載力。
本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的方法，采用穩(wěn)態(tài)掃頻強(qiáng)迫振動(dòng)法(簡(jiǎn)稱(chēng)振動(dòng)法)和傳遞函數(shù)法結(jié)合來(lái)測(cè)試單樁承載力1、用振動(dòng)法測(cè)試樁的剛度K用恒定激振力F激振樁，得樁的速度導(dǎo)納反應(yīng)曲線(xiàn)(

圖1)。圖中V0和F0分別為樁頂振動(dòng)速度V和激振力F的振幅，f為激振頻率。由此計(jì)算樁的動(dòng)剛度KK=2πf｜VOFO｜]]>2、確定單樁承載力。采用傳遞函數(shù)法計(jì)算樁頂荷載P與位移S的關(guān)系，即P～S曲線(xiàn)，然后求得樁的承載力Pu與剛度K的比值Kr，實(shí)現(xiàn)步驟d、假定樁周?chē)翆?duì)樁的摩阻力f(S)以下面的傳遞函數(shù)形式表示f(S)＝ (CfuS)/(Su+(C-1)S)式中fu為樁周土極限摩阻力;Su為相應(yīng)的位移;S為樁某截面的位移;C為系數(shù)，取決于傳遞函數(shù)初始切線(xiàn)與極限摩阻力的關(guān)系。
e、相應(yīng)地假定單位面積樁端阻力r(Sb)r(Sb)= (CRuSb)/(Sbu+(C-1)Sb)式中Ru為樁端極限承載力，Sbu為樁端相應(yīng)的位移，Sb為樁端位移，C為系數(shù)。
f、求樁的P～S關(guān)系曲線(xiàn)，計(jì)算公式
式中u為樁截面周長(zhǎng);A為樁截面積E為樁混凝土彈性模量;L為樁長(zhǎng);Z為樁截面，F(xiàn)(S)為傳遞函數(shù)f(S)的原函數(shù)。
f、根據(jù)前述e求得的P～S曲線(xiàn)，計(jì)算樁的剛度KjKj＝Lim (P)/(S)S→O
g、求樁極限承載力與剛度的比值KrKr= (P＇u)/(Kj)式中的計(jì)算極限承載力P′u可根據(jù)《工業(yè)與民用建筑灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》(JGJ4-80)中確定樁的極限承載力規(guī)定求得。
h、計(jì)算單樁實(shí)際承載力PuPu＝η KrK式中η為經(jīng)驗(yàn)系數(shù);Kr為前述g中樁極限承載力與剛度的比值;K為前述1中樁的振動(dòng)法測(cè)試剛度。
3、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種振動(dòng)法測(cè)試系統(tǒng)(圖2)，由激振系統(tǒng)、測(cè)力系統(tǒng)和拾振系統(tǒng)組成。
激振系統(tǒng)由信號(hào)發(fā)生器(1)、功率放大器(2)和激振器(3)組成。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)某一頻率的正弦信號(hào)，然后由功率放大器放大，以推動(dòng)激振器激振樁。
測(cè)力系統(tǒng)由力傳感器(4)、電荷放大器(5)和數(shù)字式電壓表(6)組成。力傳感器由于力的作用產(chǎn)生電荷信號(hào)，電荷放大器把電荷信號(hào)放大為有一定量值的電壓信號(hào)，再用數(shù)字電壓表檢測(cè)，從而測(cè)出并控制激振力。
拾振系統(tǒng)由加速度傳感器(7)、電荷放大器(8)和數(shù)字電壓表(9)組成。加速度傳感器吸收樁振動(dòng)的信號(hào)，該信號(hào)由電荷放大器放大，并把加速度積分為速度，最后由數(shù)字電壓表讀出。
本發(fā)明改變了大應(yīng)變測(cè)試設(shè)備笨重的狀況和小應(yīng)變?nèi)珣{經(jīng)驗(yàn)確定單樁承載力的方式。利用傳遞函數(shù)法計(jì)算樁的承載力和剛度之間的關(guān)系，使樁長(zhǎng)、樁截面積、樁周?chē)临|(zhì)情況等主要因素對(duì)樁的承載力和剛度之間關(guān)系的影響，都能精確考慮，避免了經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的片面性和使用范圍狹窄性，使得單樁承載力測(cè)試精度明顯提高。
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)法和傳遞函數(shù)法結(jié)合的試樁技術(shù)，采用恒定激振力激振樁，得樁的速度導(dǎo)納反應(yīng)曲線(xiàn)，依此計(jì)算樁的動(dòng)剛度K，其特征在于再采用傳遞函數(shù)法計(jì)算樁的P～S曲線(xiàn)，并計(jì)算樁的剛度Kj=LimS→O(P)/(S) ，然后求得樁的極限承載力P′u與剛度Kj的比值Kr，最后計(jì)算單樁實(shí)際承載力Pu=ηKrK，式中的η為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2.按照權(quán)利要求1所述的試樁技術(shù)，其特征在于所述樁的P～S曲線(xiàn)的計(jì)算公式為
式中Sb為樁端位移，S為樁某截面的位移，u為樁截面周長(zhǎng)，A為樁截面積，E為樁混凝土彈性模量，L為樁長(zhǎng)，Z為樁截面，F(xiàn)(S)為假定樁周?chē)翆?duì)樁的摩阻力f(S)的原函數(shù)，r(Sb)為相應(yīng)單位面積樁端阻力，C1為系數(shù)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的試樁技術(shù)，其特征在于所述的摩阻力f(S)的傳遞函數(shù)形式為f(S)= (Cfus)/(Su+(C-1)S) ,式中fu為樁周土極限摩阻力，Su為相應(yīng)的位移，C為系數(shù)，取決于傳遞函數(shù)初始切線(xiàn)與極限摩阻力的關(guān)系，S為樁某截面的位移。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的試樁技術(shù)，其特征在于所述的樁端阻力r(Sb)= (CRuSb)/(Sbu+(C-1)Sb) ，式中Ru為樁端極限承載力，Sbu為樁端相應(yīng)的位移，Sb為樁端位移，C為系數(shù)。
全文摘要
一種振動(dòng)法和傳遞函數(shù)法結(jié)合的試樁技術(shù)，涉及土木建筑工程中樁基的測(cè)試方法。其特征在于，利用振動(dòng)法所測(cè)得的剛度和傳遞函數(shù)法計(jì)算的單樁極限承載力與剛度的比值K
文檔編號(hào)G01N3/32GK1042991SQ88108160
公開(kāi)日1990年6月13日 申請(qǐng)日期1988年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月24日
發(fā)明者潘時(shí)聲 申請(qǐng)人:浙江省建筑科學(xué)研究所