振动法和传递函数法结合的试桩技术制造技术

一种振动法和传递函数法结合的试桩技术，涉及土木建筑工程中桩基的测试方法。其特征在于，利用振动法所测得的刚度和传递函数法计算的单桩极限承载力与刚度的比值Ｋ－［ｒ］，来确定单桩实际承载力。该技术求解承载力和刚度之间的关系，并改变了大应变测试设备笨重的状况和小应变全凭经验确定单桩承载力的方式，使得单桩承载力测试精度明显得到提高。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及土木建筑工程中桩基的测试方法。目前国内外采用的动力试桩方法很多，主要有大应变法和小应变法两类。大应变法主要用于测试桩的承载力，但由于其所加荷载较大，所以测试设备笨重，并没有完全摆脱静载试验的烦恼，此外，它的理论并不严密，建立的计算公式中还有不少参数需要通过试验和动静对比来确定，因此很难达到较高的精确度。小应变法目前主要用于检查桩的质量，对于桩的承载力值，只能凭动静对比和经验来确定，因此有时误差较大。本专利技术的目的是解决桩的承载力和刚度之间的关系，从而使桩的小应变动测方法能较精确地测得实际单桩承载力。本专利技术技术方案实现的方法，采用稳态扫频强迫振动法(简称振动法)和传递函数法结合来测试单桩承载力1、用振动法测试桩的刚度K用恒定激振力F激振桩，得桩的速度导纳反应曲线(附图说明图1)。图中V0和F0分别为桩顶振动速度V和激振力F的振幅，f为激振频率。由此计算桩的动刚度KK=2πf｜VOFO｜]]>2、确定单桩承载力。采用传递函数法计算桩顶荷载P与位移S的关系，即P～S曲线，然后求得桩的承载力Pu与刚度K的比值Kr，实现步骤d、假定桩周围土对桩的摩阻力f(S)以下面的传递函数形式表示f(S)＝ (CfuS)/(Su+(C-1)S)式中fu为桩周土极限摩阻力;Su为相应的位移;S为桩某截面的位移;C为系数，取决于传递函数初始切线与极限摩阻力的关系。e、相应地假定单位面积桩端阻力r(Sb)r(Sb)= (CRuSb)/(Sbu+(C-1)Sb)式中Ru为桩端极限承载力，Sbu为桩端相应的位移，Sb为桩端位移，C为系数。f、求桩的P～S关系曲线，计算公式 式中u为桩截面周长;A为桩截面积E为桩混凝土弹性模量;L为桩长;Z为桩截面，F(S)为传递函数f(S)的原函数。f、根据前述e求得的P～S曲线，计算桩的刚度KjKj＝Lim (P)/(S)S→Og、求桩极限承载力与刚度的比值KrKr= (P＇u)/(Kj)式中的计算极限承载力P′u可根据《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程》(JGJ4-80)中确定桩的极限承载力规定求得。h、计算单桩实际承载力PuPu＝η KrK式中η为经验系数;Kr为前述g中桩极限承载力与刚度的比值;K为前述1中桩的振动法测试刚度。3、实现本专利技术的一种振动法测试系统(图2)，由激振系统、测力系统和拾振系统组成。激振系统由信号发生器(1)、功率放大器(2)和激振器(3)组成。信号发生器产生一个某一频率的正弦信号，然后由功率放大器放大，以推动激振器激振桩。测力系统由力传感器(4)、电荷放大器(5)和数字式电压表(6)组成。力传感器由于力的作用产生电荷信号，电荷放大器把电荷信号放大为有一定量值的电压信号，再用数字电压表检测，从而测出并控制激振力。拾振系统由加速度传感器(7)、电荷放大器(8)和数字电压表(9)组成。加速度传感器吸收桩振动的信号，该信号由电荷放大器放大，并把加速度积分为速度，最后由数字电压表读出。本专利技术改变了大应变测试设备笨重的状况和小应变全凭经验确定单桩承载力的方式。利用传递函数法计算桩的承载力和刚度之间的关系，使桩长、桩截面积、桩周围土质情况等主要因素对桩的承载力和刚度之间关系的影响，都能精确考虑，避免了经验系数的片面性和使用范围狭窄性，使得单桩承载力测试精度明显提高。权利要求1.一种振动法和传递函数法结合的试桩技术，采用恒定激振力激振桩，得桩的速度导纳反应曲线，依此计算桩的动刚度K，其特征在于再采用传递函数法计算桩的P～S曲线，并计算桩的刚度Kj=LimS→O(P)/(S) ，然后求得桩的极限承载力P′u与刚度Kj的比值Kr，最后计算单桩实际承载力Pu=ηKrK，式中的η为经验数据。2.按照权利要求1所述的试桩技术，其特征在于所述桩的P～S曲线的计算公式为式中Sb为桩端位移，S为桩某截面的位移，u为桩截面周长，A为桩截面积，E为桩混凝土弹性模量，L为桩长，Z为桩截面，F(S)为假定桩周围土对桩的摩阻力f(S)的原函数，r(Sb)为相应单位面积桩端阻力，C1为系数。3.按照权利要求1或2所述的试桩技术，其特征在于所述的摩阻力f(S)的传递函数形式为f(S)= (Cfus)/(Su+(C-1)S) ,式中fu为桩周土极限摩阻力，Su为相应的位移，C为系数，取决于传递函数初始切线与极限摩阻力的关系，S为桩某截面的位移。4.按照权利要求1或2所述的试桩技术，其特征在于所述的桩端阻力r(Sb)= (CRuSb)/(Sbu+(C-1)Sb) ，式中Ru为桩端极限承载力，Sbu为桩端相应的位移，Sb为桩端位移，C为系数。全文摘要一种振动法和传递函数法结合的试桩技术，涉及土木建筑工程中桩基的测试方法。其特征在于，利用振动法所测得的刚度和传递函数法计算的单桩极限承载力与刚度的比值K文档编号G01N3/32GK1042991SQ88108160公开日1990年6月13日 申请日期1988年11月24日 优先权日1988年11月24日专利技术者潘时声 申请人:浙江省建筑科学研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动法和传递函数法结合的试桩技术，采用恒定激振力激振桩，得桩的速度导纳反应曲线，依此计算桩的动刚度Ｋ，其特征在于再采用传递函数法计算桩的Ｐ～Ｓ曲线，并计算桩的刚度Ｋ↓〔ｊ〕＝Ｌｉｍ（Ｓ→０）Ｐ／Ｓ，然后求得桩的极限承载力Ｐ’↓〔ｕ〕与刚度Ｋ↓〔ｊ〕的比值Ｋ↓〔ｒ〕，最后计算单桩实际承载力Ｐ↓〔ｕ〕＝ηＫ↓〔ｒ〕Ｋ，式中的η为经验数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘时声，
申请(专利权)人：浙江省建筑科学研究所，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]