武汉低应变PRT使用说明书样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除第一章 主要功能及指标1.1. 主要功能当您使用RSM—PRT低应变仪时, 必须了解该设备具有下述功能: 注: ( 适用于基桩低应变动力检测规程JGJ/T93-95, 其它部、 委、 省、 自治区的行业规范或者规程) 图1-1-1 系统结构示意图1.2. 仪器图片( 正面) 传感器电缆菜单取消充电指示上、 下、 左、 右确认速度计加速度计转换开关上位机通讯串口接传感器电源插口背带环电源开关 ( 右侧面) ( 上侧面) 1.3. 现场采集示意图及照片 1.4. 联机通讯上传数据1.5. 功能菜单( 操作及显示) 主 菜 单二 级 菜 单显示及使用位置( 面) 设置设桩长预设桩长( m) □□□·□23设波速预设波速( m/s) □□□□23传感器速度计/加速度计、 电压型/电荷型低通10Hz……12K可选24放大指数放大系数□□积分不积分/积分加系数加速度计传感器系数速系数速度计传感器系数删工地输入工地名□□□□24设工地输入工地名□□□□24单采等待采样请落锤, 按C键退出25连采等待采样请落锤, 按C键退出25保存OK保存文件名□□□□25叠加等待采样请落锤, 按C键退出25分析定桩头移动光标, 确定桩头位置26定缺陷移动光标, 确定缺陷位置26定桩底移动光标, 确定桩底位置26定桩长预设桩长(m)□□□·□26定波速预设波速( m/s) □□□□27反向实测波形反相显示27放大指数放大系数□□27滤波低通滤波截止频率( Hz) □□□□27缩放512点或1024点显示27刷新更新当前显示波形27读入OK读入文件名□□□□24反相OK实测波形反相显示27缩放OK512点/1024点显示28联机OK正在联机, 按C键退出271.6. 主要指标 ( 1) ● 触发通道: 单通道( 速度、 加速度可选) ● 瞬时浮点: 24位A/D● 采样间隔: 10～65536μs( 步距1μs) ● 采样长度: 1K● 浮点模拟放大器: ● 电荷放大器: 输入信号 带宽10Hz-4KHz● 标定误差及线性误差: ±2%● 灵敏度: 0.1mv/pc( 2) 外型美观、 低功耗国产精加工注模直流供电: +12v工作时间: 8小时( 锂电) 重量: 2.5kg体积: 220×145×90( mm) 可直接与Windows界面相配合操作( 3) 工控机: PC104电子硬盘容量: 建议存1800个文件第二章 硬件及连线安装2.1. 硬件RSM-PRT低应变仪是在RSM—24FD工程动测仪设计的基础上采用新器件、 新技术、 并对原电路进一步优化集成的一种全新的轻便、 便携的采集系统, 并具有向上的兼容性。

图2-1-1 仪器硬件组成2.2. 连线安装图2-2-2仪器正面示意图 图2-2-3 仪器后侧示意图 2.3. 充电示意( 绿灯亮需再充4小时以上) 图2-2-4 充电示意图第三章 测试原理3.1. 方法简述小扰动应力波反射法的现场测试工作( 如图3-1-1) 所示利用手锤( 或力棒) 在桩头施加一小冲击扰动力F(t), 激发一应力波沿桩身传播, 然后利用速度检波器或加速度传感器接收由初始信号和自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图3-1-1 小扰动应力波反射法示意图3.2. 基本理论依据与典型波形3.2.1. 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、 截面面积分析用ρ, C, A表示, 则令 ( 3-2-1) 并称为广义波阻抗当桩身介质密度、 弹性波波速、 截面面积分析用ρ, C, A发生变化, 其变化发生处称为波阻抗界面。

其比值可表示为 ( 3-2-2) 并称为广义波阻抗比3.2.2. 应力波在阻抗界面处的反射与透射设一维平面应力波沿桩身传播, 致达一与传播方向垂直的波阻抗界面( 如图3-2-1所示) 图3-2-1 应力波的反射与透射根据应力波理论, 由连续性条件和牛顿第三定律有 ( 3-2-3) ( 3-2-4) 式中, U, σ分别表示应力波的速度和应力, 下标I, R, T分别表示入射波、 反射波和透射波由波阵面动量守恒条件, 由式( 3-2-4) 得 ( 3-2-5) 联立式( 3-2-3) 、 ( 3-2-5) , 求解可得 (3-2-6a) (3-2-6b)其中 称为反射系数 (3-2-7a) 称为透射系数 (3-2-7b)式( 3-2-6) 就是小扰动应力波反射法中利用的反射波与入射波的速度量的相位关系来作分析的重要关系式。

3.2.3. 桩身不同情况下应力波速度量的反射、 透射与入射的关系 ( 1) 桩身完好 此时, 存在唯一Z界面, x-t曲线( 如图3-2-2所示) 因为, 因此, 代入式( 3-2-7) 得, ( T恒>0) 图3-2-2 桩身完好 图3-2-3 完好桩实测波形由式( 3-2-6) 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, 则为同相一个典型的完好桩的实测波形( 如图3-2-3所示) 由( 图3-2-2) 、 ( 图3-2-3) 分析可得一次反射时间t、 纵波波速C、 桩长三者之间的关系为 ( 3-2-8) 式( 3-2-8) 即为该方法中判断桩长或求解波速的简单关系式在式( 3-2-8) 的应用上, 应已知C或L之中的一个, 当二者未知时, 有无穷个解, 因此实用中常常利用统计的方法或其它实验的方法来假定C或根据施工记录来假定L, 以达到近似求解的目的 2) 桩身截面积变化a) L1处桩截面减小如图3-2-4所示, 可知在L1处有可得F<0 可得结论: 截面积减小处, VR与VI同号, 而VT恒与VI同号。

典型的实例V(t)波形( 如图3-2-5所示) 若C能够假定已知, 则桩长: 图3-2-4 截面减小 图3-2-5 V(t)波形(b) L1处截面增大 如图3-2-6所示) , 可知在L1处 可得结论: 截面积增大处, VR与VI反号, VT恒与VI同号典型V(t)实测波形( 如图3-2-7所示) 为 ( 3) 桩身发生断裂(a) ( 如图3-2-8所示) , 桩身在L1处完全断开Z2相当于空气的波阻抗, 有Z2→0, D可得由式( 3-2-7) 得F=-1, T=0 图3-2-6 截面增大 图3-2-7 V(t)波形代入式( 3-2-6a) , ( 3-2-6b) 可得, 即应力波在断开处发生发射, 由于透射波为零, 故应力波公在上部仅在上部多次反射而到不了桩底典型实测V(t)曲线( 如图3-2-9所示) b) ( 如图3-2-10所示) , 桩身在L1处局部断裂( 裂纹) 典型V(t)典型( 如图3-2-11) 。

L1处反射信号与L处( 桩底) 反向信号的强弱, 随着裂纹的严重程度而不同 4) 桩身缩颈、 夹泥、 离析三种情况示意图[见图3-2-12(a.b.c)] (a) 缩颈情况: , , VR与VI同号, VT与VI同号 , VR与VI反号 图3-2-8 桩身断开图 3-2-9 多次反射, 不见桩底信号(b) 夹泥情况: , , 图3-2-10 裂纹 图3-2-11 V(t)波形 (c) 离析情况: .以上三种情况VR与VI, VT与VI的关系相似, 理想的实测曲线( 如图3-2-13所示) 图3-2-12 缩颈、 夹泥、 离析桩长: 缺陷位置: 缺陷范围: 图3-2-13实际中, 由于L2处反射信号返回桩顶时又经过L1处的反射与透射, 故能量度较L1处的一次反射弱, 一般较难分辩当缺陷严重时, 桩底反射信号也较弱另外, 以上三种缺陷的波形较相似: (a) 根据地质报告和施工记录以及桩型区分b) 根据波形的光滑与毛糙情况区分 5) 桩底嵌岩或坚硬持力层 如图3-2-14所示) 。

典型曲线( 如图3-2-15所示) 6) 桩底嵌岩或坚硬持力层 如图3-2-16所示) 图3-2-14 桩底扩大头 图3-2-15 V(t)波形图3-2-16(a) , , , VR与VI反号此时桩底反射与初始信号反向, ( 如图3-2-17) b) , , F=0, VR为零, 此时桩底不产生反射信号, ( 如图3-2-17(b)所示) 图3-2-17 桩底嵌岩或坚硬持力层3.3. 弹性波在传播过程中的衰减弹性波在混凝土介质内传播的过程中, 其峰值不断衰减, 引起弹性波峰值衰减的原因很多, 主要是: ( 1) 几何扩散波阵面在混凝土中不论以什么形式( 球面波、 柱面波或平面波) 传播, 均将随距离增加而逐渐扩大, 单位面积上的能量则愈来愈小若不考虑波在介质中的能量损耗, 由波动理论可知: 在距振源的近区内, 球面波位移、 速度与成正比变化, 而应变、 径向应力则与成正比; 柱面波位移、 速度成正比, 而应变、 径向应力则与成正比在远区( ) 时, 球面波波阵面处径向应力、 质点速度与成正比, 而柱面波相应量随而衰减 2) 吸收衰减由于固体材料的粘滞性及颗粒之间的摩擦以及弥散效应等, 使振动的能量化为其它能量, 导致弹性波能量衰减。

3) 桩的完整性影响由于桩身含有程度。