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基于高精度模态应变能法检测结构损伤的研究

工程振动——模态分析、多自由度系统振动响应

1.复习模态分析理论 1.1单自由度系统频响函数（幅频、相频、实频与虚频、品质因子等）系统的脉冲响应函数h(t)与系统的频响函数H(ω)是一对傅里叶变换对，与系统的传递函数H(s)是一对拉普拉斯变换对。即有： i ()()e d t H h t t ωω-∞ =? -∞ 1i () ( )e d 2π t h t H ωωω -∞ =?-∞ ()()e d 0 st H s h t t -∞ =? 1 i () ( )e d i 2πi st h t H s σωσ+∞=? -∞ 复频率响应的实部 2 1(/)R e [()]22 2 [1(/) ](2/)n H n n ωωωωω ξωω-= -+ 复频率响应的虚部 2/Im [()]22 2 [1(/)](2/) n H n n ξωω ωωω ξωω =- -+ 单自由度系统频响函数的各种表达式及其特征1 (w )2H k m w j k η=-+，对频响函数特征的描述采用的几种表达式 1）幅频图：幅值与频率之间的关系曲线 2）相频图：相位与频率之间的关系曲线 3）实频图：实部与频率之间的关系曲线 4）虚频图：虚部与频率之间的关系曲线 5）矢端轨迹图（Nyquist 图） 1.2单自由度结构阻尼系统频响函数的各种表达形式频响函数的基本表达式：11111 ()22222100 H m k k m j k j j ωω ηωωηωη = = ?=? -+-+-Ω+ 频响函数的极坐标表达式：()|()|j H H e ?ωω=，w H （） —幅频特性， a rc ta n 21η?? ? -= ? ? ?-Ω? —相频特性。频响函数的直角坐标表达式： ()()() R I H H jH ωωω=+， ()() 211()222 1R H k ωη -Ω= ? -Ω+—实频特性， () 1()22 2 1I H k η ωη -=? -Ω+—虚频特性频响函数的矢量表达式：()()()R I H H ωωω=+H i j 1.3单自由度结构阻尼系统频响函数各种表达式图形及数字特征幅频特性：1|()|0H k ωη = 固有频率：0D ωω= 阻尼比：00 B A ω ωω ηω ω -?== 相频特性

经典低应变反射波法的基本原理

的1/3乃至1/5以下。以加速度计为例，如其安装谐振频率为14kh，则频率上限只能达到3-4kh。由于桩基动测对幅值的定量要求不高，可以放宽限度，但也绝不能使谐振频率接近甚至位于要求的频率范围内。然而，地震检波器的使用者却不同程度地犯了这个错误，以28hz和38hz的速度检波器为例，研究表明，当锥形杆被手按于混凝土表面，且用铁锤激发时，谐振频率在830hz左右；通过钻孔方式将锥形杆紧紧地全部插入孔中或取下锥形杆用石膏粘固在混凝土表面时，如用铁锤敲击，谐振频率多在1200hz以上，此时如用尼龙锤或铁锤垫橡皮等低频锤敲击则可完全排除安装谐振频率的影响。显而易见，正确安装方式应以后者为宜。理论推导表明，传感器的安装谐振频率与传感器的安装刚度和传感器底座质量有关。一般可以减化理解为：安装刚度越高，基座质量越小，安装谐振频率就越高，而安装刚度与安装的松紧程度、传递杆（锥形杆）长短有关。正因如此，一般要求取消锥形杆（或全部埋入被测连续介质中），也要求传感器基座越轻越好。对于位移型惯性传感器而言（如速度计），安装谐振频率有f1，f2两个，f1比传感器的自然谐振频率还低，在40Hz以内，一般对测试没有影响；f2即是所讲安装谐振，处理较好时应在1200Hz以上。加速度型惯性传感器也有两个安装谐振频率，但均位于高频段，引起我们关注的是第一谐振频率，处理较好时在大几千赫兹至几万赫兹变化，但是，如用弹性较好的橡皮泥安装将只有1-2kHz。在对基桩进行低应变反射波法测试时选用速度或加速度传感器。其中速度计在低频段的幅频特性和相频特性较差，在信号采集过程中，因击振激发其安装谐振频率，而产生寄生振荡，容易采集到具有振荡的波形曲线，对浅层缺陷反应不是很明显。同速度计相比，加速度计无论是在频响特性还是输出特性方面均具有巨大优势，并且它还具有高灵敏度的优点，因此用高灵敏度加速度计测试所采集到的波形曲线，没有振荡，缺陷反应明显。所以建议在对基桩进行低应变反射波法测试时选用高灵敏度加速度计检测。理论上讲位移计型惯性传感器包括速度计（所谓高阻尼速度计和地震检波器）的高频部分是完全满足应力波反射法测试要求的，但由于生产工艺等方面的原因，其高频部分往往受到很大的限制，有的仅几百赫兹，最高一般亦在2kHz左右会掉下来。在现场测桩时，传感器的安装刚度又会导致安装谐振的出现，进一步使传感器的可测范围变窄，那么怎样判断传感器的优劣呢？利用牙膏、石膏、黄油、橡皮泥等粘接剂将不含锥形杆的速度计紧紧地粘贴在被正确清理干净，满足测试要求的桩头上或用冲击电锤打孔，将有锥形杆的速度计牢牢地插入孔中，确保安装方法正确后，利用小铁锤直接敲击砼表面，仪器的模拟滤波档置2.5kHz以上。对被测信号进行谱分析，如果此桩两米内没有毛病，其幅值谱最高峰（一般为传感器的安装谐振峰）频率大于1200Hz，此传感器即可满足测试要求。频率越高在以后的测试过程中浅部测试效果将越好；分析幅值谱的低频部分(固有频率以下)还可判断出低频特性的好坏。换用低频锤，如力棒、尼龙锤(桩头再垫层橡皮更好)或铁锤＋汽车外胎垫测试，如无振荡或振荡很小，这类传感器将更好。如果传感器的谐振峰仅几百赫兹，用低频锤时又不能消振，那么这种传感器是满足不了测试要求的。需要指出的是，这种测试方法与桩头强度、砼龄期、浅部缺陷以及安装紧凑程度很有关系，以预制桩桩头测试效果最好，而如果在素混凝土上测试，效果将最差，最不能说明问题。速度计是自生电动势型的，虽然价格低廉，但也应注意保护，一般的保护方法是将其输出端短路或两个传感器对接。开路贮放将减少传感器寿命，是不合适的。测桩界较流行的速度计：灵敏度大约为280mV/cm/s，固有频率：10~28Hz，阻尼系数ξ=0.6~1.0。如果判断速度计测试效果的好坏？从传感器频响，特别是安装后的频响特性来考虑，速度计用于测桩是应当慎重的，因此从某种意义上讲，提高速度计的安装刚度，降低安装质量

基桩检测考题带答案..

基桩检测考题一、填空题 1.《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003范适用于建筑工程基桩的承载力和桩身完整性的检测与评价。 2.基桩检测开始时间应符合下列规定：当采用低应变法或声波透射法检测时，受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa 。当采用钻芯法检测时，受检桩的混凝土龄期达到28d 或预留同条件养护试块强度达到设计强度。承载力检测前的休止时间除应达到本题第2 句规定的混凝土强度外，当无成熟的地区经验时，尚不应少于下述规定的时间：砂土7 d、粉土10 d、非饱和粘性土 15 d、饱和粘性土25 d，对于泥浆护壁灌注桩，宜适当延长休止时间。 3.基桩施工后，宜先进行工程桩的桩身完整性检测，后进行承载力检测。当基础埋深较大时，桩身完整性检测应在基坑开挖至基底标高后进行。 4.当设计有要求或满足下列条件之一时，施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值：设计等级为甲级、乙级的桩基；地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；本地区采用的新桩型或新工艺。检测数量在同一条件下不应少于3 根，且不宜少于总桩数的1%；当工程桩总数在50 根以内时，不应少于2 根。 5．打入式预制桩有下列条件要求之一时，应采用高应变法进行试打桩的打桩过程监测：（1）控制打桩过程中的桩身应力；（2）选择沉桩设备和确定工艺参数；（3 ）选择桩端持力层。在相同施工工艺和相近地质条件下，试打桩数量不应少于3 根。 6．当满足采用高应变法进行单桩竖向抗压承载力验收检测条件时，抽检数量不宜少于总桩数的5%，且不得少于5 根。 7.对于端承型大直径灌注桩，当受设备或现场条件限制无法检测单桩竖向抗压承载力时，可采用钻芯法测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持力层岩土芯样检验桩端持力层。抽检数量不应少于总桩数的10%，且不应少于10 根。 8、单孔钻芯检测发现桩身混凝土质量问题时，宜在同一基桩增加钻孔验证。对低应变法检测中不能明确完整性类别的桩或Ⅲ类桩，可根据实际情况采用静载法、钻芯法、高应变法、开挖等适宜的方法验证检测。 9.当采用低应变法、高应变法和声波透射法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的20%时，宜采用原检测方法（声波透射法可改用钻芯法），在未检桩中继续扩大抽检。 10. 对于桩身完整性判别为Ⅳ类桩应进行工程处理。 11. 若单桩竖向抗压静载试验是为设计提供依据的试验桩，应加载至破坏；当桩的承载力以桩身强度控制时，可按设计要求的加载量进行。当采用单桩竖向抗压静载试验对工程桩抽样检测时，加载量不应小于设计要求的单桩承载力特征值的2.0 倍。 12．单桩竖向抗压静载试验的加载反力装置可根据现场条件选择锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置四种。当采用工程桩作锚桩时，锚桩数量不应少于4 根，并应监测锚桩上拔量。 13. 荷载测量可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定；或采用并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载。传感器的测量误差不应大于1%，压力表精度应优于或等于0.4 级。试验用压力表、油泵、油管在最大加载时的压力不应超过规定工作压力的80%。 14、沉降测量宜采用位移传感器或大量程百分表，并应符合下列规定：测量误差不大于0.1% FS，分辨力优于或等于0.01mm 。直径或边宽大于500 mm 的桩，应在其两个方向对称安置4 个位移测试仪表，直径或边宽小于等于500mm 的桩可对称安置2 个位移测试仪表。沉降测定平面宜在桩顶200mm 以下位置，测点应牢固地固定于桩身。 15.采用锚桩横梁反力装置时，试桩中心于锚桩中心距离、试桩中心与基准桩中心距离、基准桩中

低应变法检测桩身完整性

低应变反射波法目前国内外普遍采用瞬态冲击方式,实测桩顶加速度或速度响应时域曲线。籍一维波动理论分析来判定基桩得桩身完整性,这种方法称之为反射波法(或瞬态时域分析法)。传感器得安装方法: 实心桩得激振点位置应选择在桩中心,测量传感器安装位置宜为距桩中心 2/3 半径处; 空心桩得激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上,且与桩中心连线形成得夹角宜为90 度,激振点与测量传感器安装位置宜为桩壁厚得1/2 处。

传感器藕合: 把藕合剂抹在传感器底部,再把传感器放入桩顶部,松手后传感器不会移动与侧斜为佳。传感器安装地点,一点要平整。不然会影响采集效果,藕合可以用牙膏,黄油,口香糖,但不可用泥巴。敲击: 敲击以力棒自由落体来敲击桩头,力棒落到桩头反弹后,立马抓住力棒。落距为5cm—15cm 为佳。视桩得长度而定,桩稍长可稍加大落距。长桩用得锤头最好为橡胶头,短桩用铝合金头。波形分析完整桩:入射波与反射波同相

也有桩底反射与初始入射波先反相再同相得扩底桩下图为,某小区得住宅楼,长7、2 米人工挖孔桩,设计砼强度为C25。V=3675,经检测桩底反射明显,底部扩底属完整桩缩径桩:在时程曲线上反映比较规则,缩径部位与缺陷呈先同相再反相,或仅现其同相反射信号,视严重程度,可能有多次反射,此类缺陷桩一般可见桩底信号

离析:由于离析部位得混凝土松散,对应力波能量吸收较大,形成缺陷波不规则,后续信号杂乱,而且频率较低,波速偏小,通常很难瞧到桩底反射。断桩:测试曲线呈等距多次同相反射。上部断裂往往趾呈高频多次同时反射,反射幅值较高,衰减较慢,中部断裂反映为多次同相反射, 缺陷得反射波幅值较低,而深部断裂波形反映下,类就是摩擦桩桩底反射,但算得得波速明显高于正常桩得波速。

低应变反射波法检测细则

低应变反射波法检测 1适用范围本细则适用于低应变反射波法检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。其有效检测桩长范围应通过现场试验确定。 2编制依据《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2014。 3检测仪器设备检测仪器设备主要为RS-1616K（S）基桩动测仪、力锤、力棒。 4受检桩种类及要求 4.1 受检桩种类 1、混凝土预制桩 2、混凝土灌注桩 4.2 受检桩要求 4.2.1受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa。 4.2.2桩头的材质、强度、截面尺寸应与桩身基本等同。 4.2.3桩顶面应平整、密实，并与桩轴线基本垂直。 5现场检测 5.1准备工作 5.1.1收集工程桩的桩型、桩长、桩径、设计桩身混凝土强度、施工记录及地质勘察报告等有关技术资料。 5.1.2检查桩顶条件和桩头处理情况受检桩桩顶的混凝土质量、截面尺寸应与设计条件基本相同。灌注桩应凿去桩顶浮浆或松散、破损部分，并露出坚硬的混凝土表面；桩顶平面应平整干净无积水，必要时宜采用便携式砂轮机磨平；妨碍正常测试的桩顶外露主筋应割掉。预应力管桩当法兰盘与桩身混凝土之间结合紧密时，可不进行处理，否则，应采用电锯将桩头锯平。当桩头与承台或垫层相连时，应将桩头与混凝土承台或垫层断开。 5.1.3检查仪器设备，使测试系统各部分之间匹配良好。 5.2现场仪器设备配置（如下图）：

5.3测量传感器的选择和安装 5.3.1传感器的选择检测长桩的桩端反射信息或深部缺陷时，应选择低频性能好的传感器；检测短桩或桩的浅部缺陷时，应选择加速度传感器或宽频带的速度传感器。 5.3.2传感器的安装 1、传感器安装应采用化学粘结剂或石膏、黄油等粘贴，不应采用手扶式。安装时必须保证传感器与桩顶面垂直。 2、激振点和传感器安装位置应避开钢筋笼的主筋影响。 3、实心桩的激振点位置应选择在桩中心，测量传感器安装位置宜为距桩中心2/3半径处；空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为90度，激振点和测量传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。 5.4激振操作 1、激振方向应沿桩轴线方向。 2、激振方式应通过现场敲击试验，选择合适重量的激振力锤和锤垫。宜采用小锤（窄脉冲）获取短桩或桩的上部缺陷反射信号，宜采用大锤（宽脉冲）获取长桩或桩的下部缺陷反射信号。 5.5测试参数设定 1、时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于5ms；幅频信号分析的频率范围上限不应小于2000Hz。 2、设定桩长应为桩顶测点至桩底的施工桩长，设定桩身截面积应为施工截面积。 3、桩身波速根据本地区同类桩型的测试值初步设定。一般可按下表选择： 4、采样间隔或采样频率应根据桩长、桩身波速和频域分辨率合理选择；时域信号采样点数不宜少于1024点，在保证测得完整信号的前提下，选用较高的采样频率或较小的采样时间间隔。 5、放大器增益应结合激振方式通过现场对比试验确定。 6、传感器的设定值应按计量检定结果设定。 5.6测试信号采集和筛选 1、根据桩径大小，桩心对称布置2～4个检测点；每个检测点记录的有效信号数不宜少于3个，通过叠加平均提高信噪比。 2、检查判断实测信号是否反映桩身完整性特征。 3、不同检测点及多次实测时域信号一致性较差时，应分析原因，增加检测点数量。 4、信号不应失真和产生零漂，信号幅值不应超过测量系统量程（避免信号波峰削波）。 5、每根被检测的基桩均应进行二次以上重复测试，当检测波形重复良好时方可存储记录。当重复性不好时应及时清理激振点，改善传感器安置条件或排除仪器故障后重新进行测试。对于异常波形，应在现场及时分析研究，排除可能存在的激振或接收条件不良因素的影响后重新测试。

有关模态的知识

什么是模态分析？你能为我解释模态分析吗？好，需要花费一点时间，但是这是任何人都能明白的事情…… 你不是第一个要求我用通俗易懂的语言解释模态分析的人，这样一来，任何人都能明白模态分析到底是怎样一个过程。简单地说，模态分析是根据用结构的固有特征，包括频率、阻尼和模态振型，这些动力学属性去描述结构的过程。那只是一句总结性的语言，现在让我来解释模态分析到底是怎样的一个过程。不涉及太多的技术方面的知识，我经常用一块平板的振动模式来简单地解释模态分析。这个解释过程对于那些振动和模态分析的新手们通常是有用的。考虑自由支撑的平板，在平板的一角施加一个常力，由静力学可知，一个静态力会引起平板的某种静态变形。但是在这儿我要施加的是一个以正弦方式变化，且频率固定的振荡常力。改变此力的振动频率，但是力的峰值保持不变，仅仅是改变力的振动频率。同时在平板另一个角点安装一个加速度传感器，测量由此激励力引起的平板响应。现在如果我们测量平板的响应，会注意到平板的响应幅值随着激励力的振动频率的变化而变化。随着时间的推进，响应幅值在不同的频率处有增也有减。这似乎很怪异，因为我们对此系统仅施加了一个常力，而响应幅值的变化却依赖于激励力的振动频率。具体体现在，当我们施加的激励力的振动频率越来越接近系统的固有频率（或者共振频率）时，响应幅值会越来越大，在激励力的振动频率等于系统的共振频率时达到最大值。想想看，真令人大为惊奇，因为施加的外力峰值始终相同，而仅仅是改变其振动频率。

时域数据提供了非常有用的信息，但是如果用快速傅立叶变换（FFT）将时域数据转换到频域，可以计算出所谓的频响函数（FRF）。这个函数有一些非常有趣的信息值得关注：注意到频响函数的峰值出现在系统的共振频率处，注意到频响函数的这些峰出现在观测到的时域响应信号的幅值达到最大时刻的频率处。如果我们将频响函数叠加在时域波形之上，会发现时域波形幅值达到最大值时的激励力振动频率等于频响函数峰值处的频率。因此可以看出，既可以使用时域信号确定系统的固有频率，也可以使用频响函数确定这些固有频率。显然，频响函数更易于估计系统的固有频率。许多人惊奇结构怎么会有这些固有特征，而更让人惊奇的是在不同的固有频率处，结构呈现的变形模式也不同，且这些变形模式依赖于激励力的频率。现在让我们了解结构在每一个固有频率处的变形模式。在平板上均匀分布45个加速度计，用于测量平板在不同激励频率下的响应幅值。如果激励力在结构的每一个固有频率处驻留，会发现结构本身存在特定的变形模式。这个特征表明激励频率与系统的某一阶固有频率相等

影响低应变法基桩检测准确性的因素分析

影响低应变法基桩检测准确性的因素分析发表时间：2017-11-09T20:06:21.910Z 来源：《基层建设》2017年第22期作者：许冠惺 [导读] 摘要:低应变法是检测混凝土桩桩身结构完整性的一种间接检测方法,在工程实践中已得到广泛应用,但通过长期的现场检测总结，发现了复杂地质情况对低应变检测结果的影响巨大。汕头市澄海区工程质量监督检测站广东汕头 515800 摘要:低应变法是检测混凝土桩桩身结构完整性的一种间接检测方法,在工程实践中已得到广泛应用,但通过长期的现场检测总结，发现了复杂地质情况对低应变检测结果的影响巨大。本文结合工程实例，综合分析了复杂地质情况下影响低应变法检测曲线的因素。关键词:桩基础；硬土层；嵌岩桩 0 引言随着国内建筑工程的蓬勃发展，建筑工程的质量控制也受到了更高程度的重视。为了适应现代建筑工程质量的控制，桩基检测技术已经被广泛应用到公路、铁路、房建、港口等工程质量控制体系。其中低应变法以其操作简单、携带方便、经济实用等优势，给桩基施工质量控制带来极大的方便。但是由于该方法在实际检测中受到判定依据以及地质因素的影响，存在着一定的局限性和判定误区。因此，分析地质条件对低应变法检测的影响具有重要意义。 1 桩周土阻力对波形影响基桩周围土体，受桩土相互作用的影响，应力波在土体中向下传播的过程中不断衰减，其衰减程度与桩身周边土体性质有关，具体表现为: (1)导致应力波迅速衰减，使有效测试深度减小； (2)影响缺陷反射幅值，造成利用幅值进行缺陷定量分析误差加大； (3)在软硬土层交界面附近产生反射土阻力波，干扰桩身反射信号。例如，若桩周土某一段为软弱土层，其上下层土质均较硬，则会产生类似缩颈的假缺陷。因此，场地土层条件对应力波的影响很大，在软硬土的交界面处易出现波形振荡，与缺陷的反射混淆。工程实例1:某工程冲孔灌注桩，桩径900mm，桩身混凝土强度等级C30，桩长14m。地层状况在0m～5m为细砂，5m～6m为淤泥质土(流塑)，6m～10m为可塑粉质粘土，实测速度曲线如图1。从图1中可以看出，除了入射波和桩底反射波外，在细砂和可塑粉质粘土范围内，速度曲线稍向下漂移为正常曲线，距桩顶5m～6m附近，即细砂与淤泥质土交界处，出现类似缩颈的曲线。但是经过现场土方开挖验证，桩身完好没有出现缩径。经分析，出现这种现象的原因，是由于土阻力的变化造成的。在砂土层中，桩周土体阻抗大，应力波的衰减快；在淤泥土层中，桩周土体阻抗小，应力波的衰减慢，造成了类似缩颈的假缺陷。工程实例2:某工程冲孔灌注桩，桩径1000mm，桩身混凝土强度等级C25，桩长14m。地层状况在0～5m为软塑淤泥质土，5m～6m为砂砾石层，下部为软塑淤泥质土，实测速度曲线如图2。但考虑到场地实际土质条件，凭借经验，在淤泥质土和砂层的软硬交界面处，灌注桩易出现缺陷，故该桩的实际缺陷可能比曲线反映出的情况更为严重。于是对该桩进行取芯试验以验证，发现9m～12m附近桩身夹泥，为严重桩身缺陷。经分析，8m～12m附近为淤泥土和砂层的交界处，由于硬土里拔管要克服较大的摩阻力，一旦导管拔出进入软土层，土体摩阻力会突然减小。施工时若控制不当，导管拔管速度突然加速，造成软、硬土层交界处桩身出现严重缩径，甚至断桩。所以，在检测人员对曲线进行判断时，在软、硬土层交界面附近反映出的缺陷需要格外重视。 3 嵌岩桩持力层对波形影响分析嵌岩桩的检测信号，首先要积累检测经验，注重收集相关检测数据，明确所测桩的工艺、地质特性、桩身混凝土强度、桩身入岩深度，再根据嵌岩桩检测曲线的特征，正确辨认嵌岩桩的入岩程度，才能对嵌岩桩测试曲线做出正确的分析和判断。对于嵌岩桩，普遍认为桩底持力层的基岩作为桩端的固定端，应力波在到达桩底后产生的反射波应符合n＜1时在桩中传播的特征(n为波阻抗比)。在《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106－2014)中也规定:当桩底时域反射信号为单一反射波且与锤击脉冲信号同向时，应采取其他方法核验桩端嵌岩情况。但实际上，嵌岩桩的桩底反射信号对不同施工工艺的桩是不同的，一般来说，对于没用泥浆护壁或干作业的嵌岩桩，由于浇灌的混凝土从进入持力层开始就与岩石结合成一体，这样当应力波到达嵌岩面时就产生一个与锤击脉冲相反的反射信号(一般进入岩石是从强风化到中风化再到弱风化)，真正的桩底信号很难测到。对于采用机械成孔且有泥浆护壁的嵌岩桩，由于桩侧有泥浆的原因，混凝土很难与基岩结合成为一体，测得的桩底信号跟桩底形成的沉渣有直接的关系，对信号仔细分析可定性判断沉渣情况:

模态应变能法计算方法

header for SPIE use Revised Modal Strain Energy Method for Finite Element Analysis of Viscoelastic Damping Treated Structures Yanchu Xu, Yanning Liu, and Bill Wang Maxtor Corporation, 500 McCarthy Blvd, Milpitas, CA 95035 ABSTRACT In traditional modal strain energy method, the real eigen-vector of each mode obtained from finite element analysis of the corresponding undamped structure is used to calculate modal strain energy in each material layer, and an iterative approach is used in dealing with the frequency dependency of viscoelastic materials. In this paper, a revised modal strain energy method is presented to significantly improve analysis accuracy of the structural natural frequencies and modal loss factors when the material loss factor is high, and a simplified approach is recommended to replace the iterative analysis to avoid tremendous amount of computational effort. Keywords: modal strain energy method, finite element analysis, damping, modal analysis 1. INTRODUCTION In structural noise and vibration control, damping treatments have found more and more applications. Among a variety of damping mechanisms, such as from fluid viscosity, from friction in fibrous materials, etc., viscoelastic materials remain to be the favorite choices for the most effective damping treatments. Numerous successful cases applying viscoelastic damping to control structural noise and vibration can be found in applications from aerospace structures to hard disk drives. These applications normally involve bonding a relatively stiff thin member, also called constraining layer, to sheet metal structure with a soft viscoelastic material such that strain is induced in the adhesive during vibration. To analyze the dynamic performance of the damping treatments, considerable effort has been devoted to the studies of dynamic characteristics of viscoelastically damped structures [1]. There are two major approaches in the analysis of damping effect: analytical and numerical. The analytical approach is usually applicable to relatively simple structures, such as sandwich beams and plates, etc. The earliest analytical work on damping analysis can be found mostly related to the viscoelastic material property characterization. To develop an understanding of the parameters in the constrained layer damper, Ross, Kerwin and Unger [2] outlined the dominant design parameters for the case where all layers vibrate with the same sinusoidal spatial dependence. The outer layers are assumed to deform as Eular-Bernoulli beams and the adhesive is assumed to deform only in shear, which leads to a single fourth order beam equation where the equivalent complex bending stiffness depends on the properties of the three layers. To extend Ross, Ungar and Kerwin’s analysis to beams with general boundary conditions in which sinusoidal spatial dependence cannot be assumed, Mead etc.[3] obtained a sixth order equation of motion. It is assumed that the beam’s deflection is small and uniform across a section, the axial displacements are continuous, the base and constraining layers bend according to the Eular hypothesis, the damping layer deforms only in shear, and the longitudinal and rotary inertia effects are insignificant. The validity of the analysis is therefore limited to some upper range of core stiffness. Miles etc.[4] obtained a sixth order equation of motion by using Hamilton’s principal. The assumptions were equivalent to those of Mead except that relative transverse deflection is permitted between the outer layers and longitudinal inertia is included. Though analytical methods are useful for predicting damping characteristics of some simple structures, a numerical approach, mainly finite element method, remains to be the method of choice when complex physical systems are analyzed. In the finite element analysis of structures with visco-elastic damping material treatment, there are two issues making the analysis a tough task. One is that the modulus of a viscoelastic material is normally complex, however, most commercial finite element packages are not designed to deal with complex modulus efficiently and accurately. The other Smart Structures and Materials 2002: Damping and Isolation, Gregory S. Agnes,

低应变考精彩试题

低应变考试一、单项选择题 1、低应变检测时，幅频信号分析的频率围上限不应小于( D )Hz。 A、800 B、1000 C、1500 D、2000 4、在低应变检测中，对于桩底反射不太明显的信号，应选用锤头材料相对( B )的敲锤。 A、硬的 B、中等的 C、软的 D、无所谓 2、对某一工地确定桩身波速平均值时，应选取同条件下不少于（ D ）根Ⅰ类桩的桩身波速参与平均波速的计算。 A、2个 B、3个 C、4个 D、5个 3、低应变方法不适用于判定（ D）。 A、桩身完整性 B、桩身缺陷的程度 C、桩身缺陷位置 D、承载力 4、低应变法检测要求受检桩的混凝土强度至少达到（ B）。 A、设计强度的70%，且不小于20MPa B、设计强度的70%，且不小于15MPa C、设计强度的50%，且不小于20MPa D、设计强度的50%，且不小于15MPa 5、低应变测试参数设定中时域信号记录的时间段长度应在2L/c时刻后延续不少于（ B ）。 A、3ms B、5ms C、10ms D、15ms 6、低应变测试参数设定中的时域信号采样点数不宜少于（C）。 A、256点 B、512点 C、1024点 D、2048点 7、实心桩的激振点位置应选择在（A）。 A、桩中心 B、距桩中心1/3半径处 C、距桩中心1/2半径处 D、距桩中心2/3半径处

8、以下哪种类型的桩低应变法检测不适用（A）。 A、薄壁钢管桩 B、预制混凝土方桩 C、预制混凝土管桩 D、等截面的混凝土灌注桩 9、低应变法采集信号时，每个检测点记录的有效信号数不宜少于（C）。 A、1个 B、2个 C、3个 D、4个 10、桩身完整性类别为II类的时域信号特征为（C）。 A、波形呈低频大振幅衰减振动，无桩底反射波 B、2L/c时刻前无缺陷反射波，有桩底反射波 C、2L/c时刻前出现轻微缺陷反射波，有桩底反射波 D、2L/c时刻前出现轻微缺陷反射波，无桩底反射波 11、JGJ106规中特别强调的低应变检测报告应包括（C）。 A、地质条件描述 B、受检桩的桩号、桩位和相关施工记录 C、桩身完整性检测的实测信号曲线 D、桩身完整性描述、缺陷的位置及桩身完整性类别 12、当截面扩大时，透射波的速度或应力的幅值（C）入射波。 A、大于 B、等于 C、小于 D、不确定 13、当在桩顶检测出的反射波与入射波信号极性一致，假定桩弹性波波速和截面面积不变，则表明在相应位置可能（A）。 A、密度变小 B、密度变大 C、密度不变 D、不确定 14、当在桩顶检测出的反射波与入射波信号极性相反，假定桩弹性波波速和密度不变，则表明在相应位置可能（ B）。 A、截面缩小 B、截面扩大 C、截面不变 D、不确定 15、低应变检测仪器应具有以下哪些功能（C）。

ANSYS— 弹性平面问题、振动模态分析

ANSYS ——有限元分析弹性平面问题、振动模态分析 1、弹性平面问题 1、1.题目一：（见图一所示）图1 已知条件： 1.5a m =，0.4c m =，0.5d m =，6/q kN m =，5F kN =； 1、1.1解题的总体思路由于单元体是一个300×140的，为了方便计算，采用直接建模法，先创建一个30×14的单元体结构，在挖去15×4的单元，建立如下模型（见图二所示）图2 并且对模型进行加载和约束，左边为固定端约束，右下角为端约束。荷载分别为均布荷载和一个集中力荷载。 1、1.2运行结果此节只显示运行的结果和简单的解释，详细的命令见1、1.3节命令流中各个命令的注解。 1、各个节点的位移和扭矩主要列举了具有代表意义的节点，由于节点有15×31个，所以只列出约束处的

节点的位移和扭矩。只列出了31节点的位移，其他约束处的位移都为0 结果显示出：Ux=0.017236mm Uy=0mm 2、受力后与受力前变形图（放大）【见图3所示】图3 3、X方向的变形图【见图4所示】图4 4、Y方向的变形图【见图5所示】

图5 5、内力图【见图6所示】图6 结论：节点31处是最容易收到破坏的，因此再设计时应注意此处的设计。 1、1.3命令流 /PREP7 N,1,0,0！确定第一个节点 N,31,300,0！确定第31个节点 FILL,1,31！在1到31节点中插入节点 NGEN,15,31,1,31,1,0,10！复制上述节点15行，每行间距为10 ET,1,PLANE42！常量的设置 MP,EX,1,200E9 MP,NUXY,1,0.3 E,1,2,33,32 ！创建第一个单元 EGEN,30,1,1 ！复制1到31个单元的建立 EGEN,14,31,1,30 ！所有的单元创建 EDELE,151,165 ！下面都是挖去中间的面 EDELE,181,195 EDELE,211,225 EDELE,241,255

(完整版)低应变检测题目及答案

第一部分客观题部分一、单项选择题（每题2分，共40分） 1、《江苏省建设工程质量检测行业职业道德准则》第十五条：热情服务，维护权益。下列不属于该条规定的内容是。 A．维护委托方的合法权益； B．不做假试验，不出假报告； C．树立为社会服务意识；D．对委托方提供的样品按规定严格保密 2、透射波的速度或应力在缩颈或扩颈处均（）。 A 不改变方向或符号； B 改变方向不改变符号； C 不改变方向改变符号 D 改变方向改变符号 3、低应变检测时，实测桩长小于施工记录桩长，按桩身完整性定义中连续性的涵义，应判为（）类桩。 A Ⅰ； B Ⅱ； C Ⅲ； D Ⅳ 4、按JGJ106-2003规范，设计等级为甲级的钻孔混凝土桩，柱下三桩或三桩一下的承台为100个，施工总数量为330根，则桩身完整性检测的抽检数量至少应为（）根。 A 100； B 99； C 20； D 165 5、某工程地基采用C30的钻孔灌注桩，当采用低应变检测时，受检桩混凝土强度至少达到设计强度的（），且不小于（）。 A 75%、15MPa； B 70%、15 MPa； C 75%、22.5 MPa ； D 70%、22.5 MPa 6、当采用低应变法抽检桩身完整性所发现的Ⅲ、Ⅳ类桩之和大于抽检桩数的（），宜在未检测桩中继续扩大检测。 A 10%； B 20%； C 30%； D 50% 7、低应变检测时，时域信号出现周期性反射波，且无桩底反射波，则该桩应判为（）类桩。 A Ⅰ； B Ⅱ； C Ⅲ； D Ⅳ 8、低应变法的理论基础以一维线弹性杆件模型为依据。据此请选择下列哪种桩型不宜使用低应变法进行桩身完整性检测。

试验检测人员继续教育低应变检测技术自测答案

试验检测人员继续教育低应变检测技术自测答案 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】

试验检测人员继续教育低应变检测技术自测答案第1题空心桩的激振点与测量传感器安装位置宜在同一水平面上，且与桩中心连线形成的夹角宜为答案:B 第2题低应变反射波法检测中，用加速度计测得的原始信号是，实际分析的曲线是 A.加速度加速度 B.加速度速度 C.速度加速度 D.速度速度答案:B 第3题低应变反射波法检测时，每个检测点有效信号数不宜少于个，通过叠加平均提高信噪比答案:C 第4题当桩进入硬夹层时，在实测曲线上将产生一个与入射波的反射波 A.反向 B.奇数次反射反向，偶数次反射同向 C.同向 D.奇数次反射同向，偶数次反射反向答案:A 第5题

低应变反射波法检测中，桩身完整性类别分为类答案:D 第6题低应变反射波法所针对的检测对象，下列哪个说法不正确 A.工程桩 B.桩基 C.基桩 D.试桩答案:B 第7题对某一工地确定桩身波速平均值时，应选取同条件下不少于几根Ⅰ类桩的桩身波速参于平均波速的计算答案:D 第8题低应变反射波法计算桩身平均波速的必要条件是 A.测点下桩长、桩径 B.测点下桩长、桩顶相应时间、桩底反射时间 C.测点下桩长、成桩时间 D.桩径、桩顶相应时间、桩底反射时间答案:B 第9题低应变反射波法在测试桩浅部缺陷时，激振的能量和频率要求 A.能量小，频率低 B.能量大，频率高 C.能量小，频率高 D.能量大，频率低答案:C 第10题港口工程桩基动力检测规程中，“检测波波形有小畸变、波速基本正常、桩身有轻微缺陷、对桩的使用没有影响”描述，应判为桩