低应变扭剪波法三维缺陷桩动测响应分析

发布时间：2017-04-28 10:08

  本文关键词：低应变扭剪波法三维缺陷桩动测响应分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为一种承载力大、强度高、适用范围广的深基础形式,桩基础被广泛应用于土木工程中。但由于施工水平、桩身环境影响等因素,桩身常出现各种质量问题,危及建筑和人身财产安全。因此,如何快速高效地判断桩身病害类型、病害程度成为桩基质检工程中越来越重要的研究课题。目前桩基完整性检测中以低应变纵波法应用最为广泛。但纵波法由于波速较快,对于短、小缺陷难以有效的检测,同时受三维效应影响较大,受上部结构干扰较大,对于既有结构检测时容易受弯曲波影响等,在实际应用中有局限性。扭剪波的独特优点一定程度上弥补了纵波的不足。本文基于反射波法基本理论,通过数值模拟加模型试验的方法,系统研究了三维缺陷桩的扭剪波动测响应特征。本文的主要工作及结论如下:(1)运用模型试验对典型病害桩分别运用纵波、扭剪波法检测桩基在自由状态和有桩周土作用下的动测响应曲线,分析了扭剪波对于典型病害特别是短小缺陷、局部缺陷桩的波形特征,总结出扭剪波相对于纵波的优缺点。(2)运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟纵波、扭剪波典型病害桩动测响应曲线并与模型试验对比,分析两者之间的异同点。采用两种不同阻抗算法系统模拟不同缺陷轴向尺寸、缺陷形态、缺陷分布、缺陷纵向位置、桩周土作用下桩基的扭剪波动测响应曲线。总结出了两种算法的异同点,提出了缺陷轴向长度影响临界值表达式,总结出了环形缺陷圆心角、径向尺寸、扇形缺陷径向尺寸、缺陷平面离散程度、缺陷平面分布区域、缺陷纵向位置以及桩周土作用下桩基动测响应规律。(3)模拟分析在役高桩桥梁桩基纵波、扭剪波综合法不同激振和接收位置的动测响应曲线。分析不同激振接收方法曲线的异同点,提出了一套考虑墩柱、承台、上部结构的合理激振接收方法。
【关键词】：桩基 低应变 扭剪波 三维缺陷 动测响应
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU473.16
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-12
• 1.2 动测法研究现状12-14
• 1.2.1 低应变纵波法研究现状12-13
• 1.2.2 低应变扭剪波法研究现状13-14
• 1.3 本文研究内容14-16
• 2 应力波反射法理论基础16-21
• 2.1 纵波法基本理论16-19
• 2.2 扭剪波法基本原理19-21
• 3 扭剪波三维缺陷桩动测响应模型试验研究21-33
• 3.1 相似原理21
• 3.2 模型实验方案21-24
• 3.3 实验数据分析24-32
• 3.4 本章小节32-33
• 4 扭剪法三维缺陷桩动测响应数值模拟研究33-81
• 4.1 ANSYS/LS-DYNA软件介绍33-36
• 4.2 不同缺陷类型纵波、扭剪波动测响应对比分析36-42
• 4.3 缺陷轴向尺寸效应对动测响应的影响42-52
• 4.3.1 不同缺陷轴向尺寸对轴对称缩颈桩动测响应的影响42-48
• 4.3.2 不同缺陷轴向尺寸对轴对称扩颈桩动测响应的影响48-52
• 4.4 缺陷形态对动测响应的影响52-63
• 4.4.1 三维局部缩颈桩动测响应分析52-58
• 4.4.2 不同圆心角的环形缺陷缩颈桩动测响应分析58-59
• 4.4.3 相同圆心角不同缺陷径向尺寸缩颈桩动测响应分析59-61
• 4.4.4 不同圆心角的扇形缺陷缩颈桩动测响应分析61-63
• 4.5 缺陷分布形态对动测响应的影响63-66
• 4.5.1 离散型和连续型缺陷桩侧激振桩顶速度曲线响应分析63-65
• 4.5.2 缺陷内外分布不同桩顶动测响应分析65-66
• 4.6 桩侧土对缺陷桩动测响应的分析66-73
• 4.6.1 桩侧土对完整桩纵波、扭剪波波形影响66-68
• 4.6.2 桩侧土对轴对称缺陷桩扭剪波动测响应影响68-71
• 4.6.3 桩侧土对三维局部缺陷桩扭剪波动测响应影响71-73
• 4.7 不同阻抗算法对比73-80
• 4.8 本章小结80-81
• 5 在役桥梁桩基检测方案的数值模拟分析81-88
• 5.1 在役桩基检测方案现状81-82
• 5.2 检测方案模拟82-86
• 5.3 本章小结86-88
• 结论88-90
• 参考文献90-93
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果93-94
• 致谢94-95

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本文编号：332605