一种用于修正声测管倾斜度及声学参数的方法技术

本发明专利技术公开一种用于修正声测管倾斜度及声学参数的方法，安装有测量模块的声波收发换能器同时测量声学参数和位置参数，由接收主机端绘制深度曲线图，利用位置参数计算得到各个声波收发换能器在任意深度上的间距，由接收主机端得到计算出的间距后自行替换数值修正深度曲线图，通过位置参数还能获得声测管在任意深度的二维坐标，从而能够了解声测管的弯曲方向、弯曲发生的深度和具体弯曲情况，通过分析深度曲线图能识别桩身是否存在渐变型缺陷，避免将桩身的渐变型缺陷误判为声测管发生管斜，即使桩身存在渐变型缺陷的同时声测管发生管斜，通过比对原始深度曲线图和修正后的深度曲线图也能够排除声测管管斜的影响，发现桩身的渐变型缺陷。渐变型缺陷。渐变型缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种用于修正声测管倾斜度及声学参数的方法


[0001]本专利技术涉及到岩土工程地基基础测试领域，具体涉及到一种用于修正声测管倾斜度及声学参数的方法。

技术介绍

[0002]桩基础是国内应用最为广泛的一种基础形式，其工程质量涉及上部结构的安全。我国年用桩量逾千万根，施工单位数量庞大且技术水平参差不齐，基桩的施工及工程质量检测也一直备受各方的关注。
[0003]声波透射法作为一种基桩完整性无损检测方法，用于判定桩身缺陷的位置、范围和程度，具备操作简单、速度快的特点，被广泛应用于实际工程检测中。
[0004]在基桩的声波检测中，各声测线声速不是直接测试量，而是根据仪器实测各声测线声波在混凝土中传播时间和各声测管顶端之间的跨距计算而得，当声测管之间保持较好的平行度时，其计算结果与实际结果不会发生较大偏差，不影响检查结果。
[0005]但在实际工程中，声测管之间无法保持绝对的平行，如果安装时操作不当或声测管在连接、固定时出现问题，均会造成声测管严重倾斜、弯折或翘曲，使同一剖面内各声测线的实际运动距离与跨距出现较大差异，导致推算得到的声测线声速与声测线的实际声速有较大差别，使得实测数据无法分析。
[0006]为分析实测数据，需要对推算得到的声测线声速进行修正，现有声测管修正方法通过对二个声测管之间管间距进行拟合修正，该方法存在以下几点问题：
[0007](1)声速
‑
深度曲线变化规律复杂，很难将整条曲线直接拟合修正，而是以曲线转折点为分界点，进行人工分段拟合，在此过程中极易受人为误差影响。
[0008](2)当桩身存在渐变型缺陷或声测管整段发生倾斜时，均会影响声速
‑
深度曲线的总体趋势，传统方法往往会将声速
‑
深度曲线的总体偏移当作声测管发生管斜现象，进而对其进行修正拟合，使得传统方法难以发现桩身的渐变型缺陷；
[0009](3)此方法无法了解声测管的弯曲方向、弯曲发生的深度和具体弯曲情况，无法为研究声测管的管斜提供相关数据。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于修正声测管倾斜度及声学参数的方法。
[0011]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0012]一种用于修正声测管倾斜度及声学参数的方法，包括以下步骤：
[0013]S1：在声波收发换能器上安装测量模块，声波收发换能器用于测量声学参数，所述声学参数包括声时、波幅、频率和波形，所述测量模块用于测量自身的位置参数，所述位置参数包括倾斜角度α和方位角β；
[0014]S2：将声测管伸出灌注桩的顶端切割至同一标高，测量各个所述声测管顶端之间
的跨距，在各个所述声测管顶端所处的同一平面上任选一点为基准点O，所述基准点O作为二维坐标系原点，通过测量确定各个所述声测管顶端在所述二维坐标系中的坐标；
[0015]S3：将所述声波收发换能器分别放置在不同所述声测管的底部，再将所述声波收发换能器同步向上提升，沿所述声测管由下至上设有若干检测点，相邻所述检测点的间距为e，所述声波收发换能器和所述测量模块每经过所述检测点时将测得的所述声学参数和所述位置参数发送给接收主机端，直至所述声波收发换能器脱离所述声测管为止；
[0016]S4：设所述声测管顶端和所述测量模块在所述二维坐标系中的间距为S，S＝tanα
×
e，所述接收主机端通过β和S确定所述测量模块在经过任意所述检测点时在所述二维坐标系中的坐标，再根据所述二维坐标系计算各个所述声波收发换能器上测量模块之间的距离L；
[0017]S5：所述接收主机端根据所述跨距和各个所述检测点测得的声时计算得到声速，以绘制出声速和波幅的原始深度曲线图，再使用所述测量模块在不同的所述检测点测得的L替换所述跨距，得到声速和波幅的修正深度曲线图，对所述原始深度曲线图和所述修正深度曲线图进行比对。
[0018]本专利技术无需人工拟合，由所述接收主机端得到测量数据后自行替换数值修正，减小了人为误差对实验结果的影响。
[0019]本专利技术使用所述测量模块和所述声波收发换能器的数据计算得到各个所述声波收发换能器在任意深度上的间距L，并使用间距L替代跨距参与深度曲线图的绘制，相比人工拟合误差更小。
[0020]本专利技术能根据所述测量模块获得所述声测管在任意深度的二维坐标，从而能够了解所述声测管的弯曲方向、弯曲发生的深度和具体弯曲情况。
[0021]本专利技术能够识别桩身是否存在渐变型缺陷，避免将桩身的渐变型缺陷误判为所述声测管发生管斜，即使桩身存在渐变型缺陷的同时所述声测管发生管斜，本专利技术提供的方法也能够排除所述声测管管斜的影响，发现桩身的渐变型缺陷。
[0022]优选地，沿顺时针或逆时针方向将各个所述声测管顶端依次连线，在水平面上形成一个闭合图形，所述基准点O位于所述闭合图形内。
[0023]在现场条件允许的情况下，尽可能使所述基准点O位于各个所述声测管之间的中心，便于坐标系的建立和跨距的测量。
[0024]优选地，步骤S2的具体步骤如下：以正北方向为所述二维坐标系的Y轴指向的方向，以正东方向为所述二维坐标系的X轴指向的方向，首先测量每个所述声测管顶端与所述基准点O之间的距离，其次测量相邻所述声测管顶端和所述基准点O形成的夹角，最后根据测得的距离和夹角计算得到各个所述声测管顶端在所述二维坐标系中的坐标。
[0025]优选地，所述步骤S5的绘图步骤如下：首先将所述灌注桩分为若干剖面，再根据测得的数据分别为每个所述剖面绘制所述原始深度曲线图和所述修正深度曲线图。
[0026]优选地，根据所述检测点所处深度和所述测量模块在所述检测点测得的坐标，确定所述检测点所属的声测管在所述检测点所处深度时的实际位置，从而确定所述声测管发生弯曲处的具体深度。
[0027]优选地，所述步骤S5比对所述原始深度曲线图和所述修正深度曲线图的方法如下：
[0028]S5.1：当所述原始深度曲线图上的声速曲线发生整体偏移时，若所述修正深度曲线图上的声速曲线未发生整体偏移，判定所述声测管出现管斜现象；
[0029]S5.2：当所述修正深度曲线图的声速曲线和波幅曲线也在同一深度同步发生剧变时，确定所述灌注桩的桩身在该深度处出现缺陷。
[0030]优选地，所述方位角β用于记录所述测量模块与正北方向的偏移角度。
[0031]优选地，所述声波收发换能器通过线缆和所述接收主机端连接，通过拉动线缆提升所述声波收发换能器。
[0032]优选地，所述测量模块选用JY901模块、姿态传感器或小型惯导芯片。
[0033]JY901模块、姿态传感器或小型惯导芯片均能够测量被测物体的姿态角度，以欧拉角或者四元素的方式输出。
[0034]优选地，各个所述声测管最底部的所述检测点所处深度相同，确保计算得到的间距L更为准确。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于修正声测管倾斜度及声学参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在声波收发换能器上安装测量模块，声波收发换能器用于测量声学参数，所述声学参数包括声时、波幅、频率和波形，所述测量模块用于测量自身的位置参数，所述位置参数包括倾斜角度α和方位角β；S2：将声测管伸出灌注桩的顶端切割至同一标高，测量各个所述声测管顶端之间的跨距，在各个所述声测管顶端所处的同一平面上任选一点为基准点O，所述基准点O作为二维坐标系原点，通过测量确定各个所述声测管顶端在所述二维坐标系中的坐标；S3：将所述声波收发换能器分别放置在不同所述声测管的底部，再将所述声波收发换能器同步向上提升，沿所述声测管由下至上设有若干检测点，相邻所述检测点的间距为e，所述声波收发换能器和所述测量模块每经过所述检测点时将测得的所述声学参数和所述位置参数发送给接收主机端，直至所述声波收发换能器脱离所述声测管为止；S4：设所述声测管顶端和所述测量模块在所述二维坐标系中的间距为S，S＝tanα
×
e，所述接收主机端通过β和S确定所述测量模块在经过任意所述检测点时在所述二维坐标系中的坐标，再根据所述二维坐标系计算各个所述声波收发换能器上测量模块之间的距离L；S5：所述接收主机端根据所述跨距和各个所述检测点测得的声时计算得到声速，以绘制出声速和波幅的原始深度曲线图，再使用所述测量模块在不同的所述检测点测得的L替换所述跨距，得到声速和波幅的修正深度曲线图，对所述原始深度曲线图和所述修正深度曲线图进行比对。2.根据权利要求1所述的一种用于修正声测管倾斜度及声学参数的方法，其特征在于，沿顺时针或逆时针方向将各个所述声测管顶端依次连线，在水平面上形成一个闭合图形，所述基准点O位于所述闭合图形内。3.根据权利要求1所述的一种用于修正声测管倾斜度及声学参数的方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤如下：以正北方向为所述二维坐标系的Y轴指向的方向，以正东方向为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯，邹宇，杨永波，余佳超，刘守华，张志豪，毛勇强，柳竹青，
申请(专利权)人：武汉中岩科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：