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高应变与低应变的区别

 建筑one 2020-09-24

小编按:很多文章都提到高应变检测和低应变检测法的区别,但真正说到点上,能把他们的区别讲透彻,不多见,本文重点分析高应变检测和低应变检测法的基本原理,并对两者的区别进行讨论。

高应变就是弹性屈服超过极限,低应变就是在塑性变形范围之内。

在建筑工程中,对各种不同方式成桩且承载上部荷载的桩基础的桩所进行的质量检测方法;高应变检测(也叫大应变检测)的目的与作用是测出桩的桩身完整性和承载力。

应变试桩的基本原理:

用重锤冲击桩顶,使桩土产生足够的相对位移,以充分激发桩周土阻力和桩端支承力,通过安装在桩顶以下桩身两侧的加速度传感器和安装在重锤上的加速度传感器接收桩和锤的应力波信号,应用应力波理论分析处理力和速度时程曲线,从而判定桩的承载力和评价桩身质量完整性。为建筑业构造物下部结构桩基类质量检测术语。

低应变测桩身结构完整性的基本原理是:

通过在桩顶施加激振信号产生应力波,该应力波沿桩身传播过程中,遇到不连续界面(如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷)和桩底面时,将产生反射波,检测分析反射波的传播时间、幅值和波形特征,就能判断桩的完整性。

高应变检测:用重锤冲击桩顶,实测桩顶部的速度和力时程曲线,通过波动高应变检测理论分析,对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法。为建筑业构造物下部结构桩基类质量检测术语。

“高应变”和“低应变”两者的区别:

一、试验的方法不同

高应变需用吊车吊重锤配合(一般我们在现场看见搭个棚子,检测24小时左右,那就是高应变);低应变用仪器配合手锤敲击即可(弄个仪器在桩头处敲一下那是低应变)。

二、检测时间性

高应变需待砼达到设计强度时方可做,低应变则砼达7天强度时便可做。??

三、两者得出的检测数据不同

高应变测出桩的桩身完整性和承载力,而低应变(也叫小应变)只能测桩身完整性。

四、高低应变的能量不同

高应变可以检测出桩身较深处的缺陷,而低应变只能检测出桩顶部分的缺陷。二者都是通过打击桩身,通过返回的信号的连续性来判断桩身的材料的连续性,并以此来判断桩身的质量。

低应变与高应变在用途上面的区分:

低应变运用于基桩低应变反射波法完整性检测

高应变运用于基桩高应变承载力检测,一般情况下的高应变设备可以兼用低应变功能

低应变与高应变原理上的区别:

低应变检测原理

反射波法是建立在一维波动理论基础上,将桩假设为一维弹性连续杆,在桩身顶部进行竖向激振产生弹性波,弹性波沿着桩身向下传播,当桩身存在明显差异的界面(如桩底、断桩和严重离析等)或桩身截面积变化(如缩径或扩径)部位,波阻抗将发生变化,产生反射波,通过安装在桩顶的传感器接收反射信号,对接收的反射信号进行放大、滤波和数据处理,可以识别来自桩身不同部位的反射信息。利用波在桩体内传播时纵波波速、桩长与反射时间之间的对应关系,通过对反射信息的分析计算,判断桩身混凝土的完整性及根据平均波速校核桩的实际长度,判定桩身缺陷程度及位置。

用手锤或力锤、力棒敲击桩顶,由此产生的应力波沿桩身以波速C向下传播,应力波通过桩阻抗z(Z:AC)变化界面时(如缩径、夹异物、混凝土离析或扩径),一部分应力波产生反射向上传播,另一部分应力波产生透射向下传播至桩端,在桩端处又产生反射。由安装在桩顶的加速度或速度传感器,接收反射波信号,并由测桩仪进行信号放大等处理后,得到加速度时程曲线。从曲线形态特征可以判断阻抗变化位置或校核桩长,由平均波速大小估计混凝土的强度等级。混凝土的速度C及桩身缺陷的深度L可按下列公式计算:

C=2L/ΔT (1)

L'=1/2CmΔtx (2)

式中:L--测点下桩长,m;

ΔT--速度波第一峰与桩底反射波峰间的时间差;

Δtx--速度波第一峰与缺陷反射波峰间的时间差;

Cm--桩身波速的平均值,m/s。

高应变检测原理

高应变法试桩是一种用重锤冲击桩顶,冲击脉冲在沿桩身向下传播的过程中使桩—土产生足够的相对位移,以激发桩周土阻力和桩端支承力的一种动力检测方法。在桩顶施加高能量冲击荷载,实测力和速度信号,运用波动理论反演来推算被检桩的完整性、轴向抗压极限承载力或选择桩型和桩长、监控桩锤工作效率和打入桩桩身承受的最大锤击应力。

低应变运用案例分析:

高应变案例分析:

钻孔灌注桩,桩径0.8m,测点下桩长16m,桩端持力层为全风化基岩。

试验采用60kN重锤,先做高应变检测,后做静载验证检测。实测波形如图。

采用波形拟合法分析承载力时,波形拟合法承载力仅950kN,承载力比按地质报告估算的低很多。静载验证试验尚未压至破坏,满足设计要求,Qmax=1950kN,相应沉降s=11.5mm。静、动试验得出的荷载-沉降曲线对比见图,差异很大,但高应变测试的锤重、贯入度却“符合”要求。高应变拟合结果和静载结果误差-51%,所以对桩底速度反射波宽度大,并反射强烈的桩,采用常规的土模型,拟合结果差异大。

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