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地基土动弹性参数的原位测试研究

作　者: 陈建立
导　师: 曲淑英
学　校: 烟台大学
专　业: 结构工程
关键词: 原位测试跨孔法互相关函数动弹性参数混合编程
分类号: P631.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

地基土在动荷载作用下的动弹性参数问题研究具有重要的实际意义,如给建筑结构抗震设计提供依据、评价地基土类别、检测地基土加固效果等。波速原位测试是获得动弹性参数的一个有效的途径,具有操作方便、迅速,设备简单、避免在取样、运输过程中所产生的扰动对试验结果产生影响等优点。本文总结了工程上常用的波速测试方法,重点探讨了跨孔法波速的测试原理及数据处理过程,及基于跨孔法波速测试结果计算地基土动弹性参数(动泊松比、动弹性模量、动剪切模量)的基本原理。针对《地基动力特性测试规范》采用的人工识别到时差方法存在的效率低、精度不容易控制等问题,论文采用互相关函数等数值处理方法,实现了跨孔法波速测试的自动计算,并编制了Fortran计算程序,提高了分析的精度和效率。该程序包括互相关分析、剪切波到时差判别及优化、剪切波速计算及优化、压缩波到时差判别及优化、压缩波速计算及优化、动力弹性参数计算等程序块组成。论文采用Fortran和VB混合编程开发了地基土动弹性参数的跨孔法原位测试软件,实现了自动处理测试数据、自动生成检测报告的功能。利用本文方法对日照钢铁集团两个磨床基础和哈尔滨中国地震局工程力学研究所一个动力机器基础的地基土进行了动弹性参数的计算,将所得计算结果与文献经验数据相比较,验证了本文方法测试结果在允许误差范围以内。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-16
  1.1 地基土动力参数测试  10-14
    1.1.1 现场测试  10-12
    1.1.2 实验室测试  12-14
    1.1.3 现场和实验室测试比较  14
  1.2 论文研究内容  14-16
2 法波速测试原理  16-33
  2.1 跨孔法波速测试  16-24
    2.1.1 测试设备  17-20
    2.1.2 测试方法  20-23
    2.1.3 测试资料的整理  23-24
  2.2 单孔法波速测试  24-26
  2.3 表面波法波速测试  26-27
  2.4 场地土波速的应用  27-33
    2.4.1 推求饱和土层的孔隙率和容重  28
    2.4.2 确定饱和土的初见深度  28
    2.4.3 计算土的动力参数  28-29
    2.4.4 划分场地类别  29-30
    2.4.5 判断饱和土的液化  30-31
    2.4.6 计算场地的固有周期  31-32
    2.4.7 检验地基加固效果  32
    2.4.8 估算土的超固结度  32-33
3 波速法测试地基土动弹性参数  33-44
  3.1 弹性参数的物理意义  33-34
    3.1.1 静弹性参数  33
    3.1.2 动弹性参数  33-34
  3.2 波速法测试地基土动弹性参数原理  34-43
    3.2.1 三维空间状态下的弹性理论  34-39
    3.2.2 波动方程和弹性波传播速度  39-43
  3.3 波速法测试地基土动弹性参数公式  43-44
4 数据处理及工程实测  44-60
  4.1 人工方法计算波速到时差  44-45
  4.2 互相关函数原理  45-46
  4.3 互相关函数计算到时差及验证  46-49
  4.4 Fortran 程序优化方法  49-50
    4.4.1 剪切（压缩）波到时差判别优化  49-50
    4.4.2 剪切（压缩）波速值优化  50
  4.5 工程实例数据处理和分析  50-60
    4.5.1 实测工程概况  50-53
    4.5.2 测试设备  53
    4.5.3 数据处理和分析  53-60
5 VB 与 FORTRAN 混合编程  60-78
  5.1 混合编程  60-62
    5.1.1 VB 直接调用 Fortran 可执行文件  60-61
    5.1.2 调用 Fortran 动态链接库  61
    5.1.3 利用 API 函数对外部程序的调用方法  61-62
  5.2 跨孔法计算地基土动弹性参数软件编制  62-78
    5.2.1 VB 与 Fortran 的接口  62
    5.2.2 软件操作使用说明  62-78
6 结论与展望  78-80
  6.1 本文总结  78
  6.2 本文进一步展望  78-80
参考文献  80-84
致谢  84-85
附录1 攻读学位期间发表的论文目录  85-86

地基土动弹性参数的原位测试研究

内容摘要

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