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基桩动测的波动方程法研究与应用

作　者: 陈安国
导　师: 刘东甲
学　校: 合肥工业大学
专　业: 地质工程
关键词: 桩基动测波动方程法上行波下行波拟合
分类号: TU473.16
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 167次
引　用: 5次
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内容摘要

随着桩基动测技术在各国的推广，应力波理论已应用于桩基质量检测的多个领域。论文通过建立桩土系统的动力学模型，利用行波理论求得了该定解问题的数值解，编制了计算程序，分别对低应变、高应变理论进行了数值计算模拟，通过拟合计算： (1)分析低应变动测桩的桩身完整性，并对应力波在桩中的传播规律和桩侧土阻力波传播规律进行了研究。模型桩和工程桩实测曲线与理论计算曲线对比表明，理论计算曲线与实测曲线有较好的一致性，拟合所得缺陷位置及类型与实际情况基本吻合。 (2)分析高应变动测桩的承载力，得到了土阻力的分布结果。结合两个公开发表过的实例，对模型的应用进行了研究，并将计算结果与已知拟合结果进行了对比分析，可知本文在拟合波形上取得了较好的一致性，拟合所得承载力与已知结果相接近。通过理论研究和实例验证，证明了模型和程序是正确的。文章得到的桩身质点振动速度、位移等空间网线图以及应力波在桩身的传播规律，直观的反应了桩中波的传播过程。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-14
第一章概述  14-16
  1.1 前言  14
  1.2 桩基应力波检测理论在国内外的发展和应用  14-15
  1.3 本文的主要工作  15-16
第二章波动方程法理论基础  16-19
  2.1 一维波动方程的通解  16
  2.2 行波理论的基本公式  16-19
    2.2.1 上行波和下行波  16-17
    2.2.2 自由端、固定端  17
    2.2.3 杆件侧摩阻力  17-18
    2.2.4 杆件截面的变化  18-19
第三章波动方程法在基桩低应变检测中的应用  19-35
  3.1 前言  19
  3.2 桩的计算模型  19-21
    3.2.1 桩身上行波、下行波的推导  20
    3.2.2 桩身单元的行波表达式  20-21
    3.2.3 桩顶单元边界条件  21
    3.2.4 桩底单元边界条件  21
    3.2.5 桩身质点速度、位移表达式  21
  3.3 土阻力计算模型  21-22
    3.3.1 桩侧土阻力模型  21-22
    3.3.2 桩底土阻力模型  22
  3.4 程序设计  22-23
  3.5 计算实例  23-26
    3.5.1 合肥工业大学模型桩的计算实例  23-25
    3.5.2 池州市某住宅小区的计算实例  25-26
  3.6 基桩低应变动测的桩中波的传播规律研究  26-34
  3.7 小结  34-35
第四章波动方程法在基桩高应变检测中的应用  35-57
  4.1 前言  35
  4.2 桩的计算模型  35-37
    4.2.1 桩身单元的行波表达式  36
    4.2.2 桩顶单元边界条件  36
    4.2.3 桩底单元边界条件  36
    4.2.4 桩身质点速度、位移表达式  36-37
  4.3 土阻力计算模型  37-40
    4.3.1 桩侧土阻力模型  37-39
    4.3.2 桩底土阻力模型  39-40
  4.4 程序设计  40-42
  4.5 计算实例  42-50
    4.5.1 《桩基检测技术指南》第336页佛山13号桩的计算实例  42-46
    4.5.2 平岱高应变拟合分析软件例题1桩的计算实例  46-50
  4.6 Case法概述  50-52
    4.6.1 总的土阻力  50
    4.6.2 桩的静极限承载力  50-51
    4.6.3 桩的静极限承载力的修正  51
    4.6.4 桩身质量检查  51-52
  4.7 Case法和波动方程法的对比  52-53
    4.7.1 基本模型的对比  52
    4.7.2 测试系统的对比  52-53
  4.8 参数对拟合曲线的影响  53-54
    4.8.1 拟合法参数取值范围  53
    4.8.2 参数调整对曲线拟合的影响分析  53-54
  4.9 高应变测试技术及注意事项  54-56
    4.9.1 桩帽制作要求  54-55
    4.9.2 传感器的安装  55
    4.9.3 信号采集与信号质量的判断  55-56
  4.10 小结  56-57
第五章结论与建议  57-58
  5.1 结论  57
  5.2 建议  57-58
参考文献  58-61
附录一用MATLAB语言编写的低应变拟合程序部分代码  61-64
附录二用MATLAB语言编写的高应变拟合程序部分代码  64-69

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