既有工程桩性状测试的旁孔透射波法原理研究

本项目通过有限元数值模型、波射线理论分析和试验，研究了旁孔透射PP波、PS波首至时间沿深度的变化规律及其受桩身局部缺陷、扩底段等因素的影响，由此提出了由旁孔透射波法测试分析桩底深度、桩身缺陷和扩底状况的计算方法；在地基波速测试下孔法仪器的基础上，研制了旁孔透射波法测试仪器、现场工作方法和信号处理分析软件；在研究和试用的基础上，与交通运输部公路科学研究院合作编制了既有桥桩旁孔透射波法测试技术指南。本项目研究对提高旁孔透射波法测试桩长的可靠性、拓展测试评估桩身局部缺陷和扩底状态，具有重要的学术和实用价值。 2100433B

在既有工程加固改造、事故分析、强震后工程安全鉴定以及在建工程中途发生质量疑议等情况下，会遇到顶部非裸露自由的基桩长度和质量检测问题，这是常规低应变动测技术所难以解决的，而欧美国家提出的旁孔透射波法（parallel seismic test）具有良好的应用潜力。本申请项目拟通过有限元模拟、射线理论分析和模型桩试验，研究旁孔透射P波历时、P-S波时差等参数沿深度的变化规律和桩身局部缺陷对波形的影响方式，由此提出确定桩底深度的合理算法和桩身缺陷的评估方法；研究旁孔透射波法测试仪器的合理配置和现场工作方法，包括无线测试方案论证和避免受土层界面影响的测点布置方式等，并编制专用测试分析软件；在研究和试点工程应用的基础上，联合有关单位编制旁孔透射波法测试技术规程或指南。本项目研究将对提高旁孔透射波法测试桩底深度的可靠性、拓展测试评估桩身局部缺陷和在我国得以应用的标准化，具有重要的学术和实用价值。

超声波透射法的基本原理：

当混凝土内部存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波达到该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射能量明显降低；当混凝土内部存在松散、蜂窝孔洞等缺陷时，将产生波的散射和绕射，根据波的初始到达时间和波的能量衰减特征、频率变化及波形畸变程度等特征，可获取测得范围内混凝土的声学参数。测试记录不同测试剖面、不同高度上的超声波的特征，经过处理分析就能获得测试区内混凝土的参考强度和内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。

2超声波透射法的现场检测步骤

1）连接所有仪器设备，检查电源供电情况。

2）根据桩径大小选择合适的换能器和仪器参数，当采用自动检测系统时，在同批桩的检测过程中不得随意改变仪器参数。当采用手动方法检测时，在检测过程中若需改变参数时，必须换算校正数据。

3）测量整个检测系统的声时初读数。

4）将接收和发射换能器分别置于2个声测孔的底部，从底部开始向上提升逐点检测，如果采用自动检测系统，则将换能器升降绞车安置于声测管轴线上，使换能器顺利升降，显示深度的数字相应的变化，深度、声时及波幅等数据由接口电路同时输入微机，每测完一个剖面的数据，应及时存盘。如果采用手动方法，则应保证换能器在声测管中顺利升降，相应深度应标明在电缆线上，并同时记录深度、声时及波幅等数据。

超声波透射法现场检测 2100433B