| 成果名称: | 桩基低应变法第一、第二阶共振频率影响因素研究与应用 |
| 完成单位: | 汕头公路工程质量监督站、合肥工业大学 |
| 主要人员: | 卢明波、刘东甲、荣垂强、许锋、钟伟杰、杨晓峰、程晓东、陶俊 |
| 介绍: | （1）通过分析均匀土完整桩情况，桩底岩土剪切波速Vsb不是很大时，表明第1阶共振峰频f1大小与桩身半径r基本成负相关关系，与桩侧岩土剪切波速Vs、桩底岩土剪切波速Vsb基本成正相关关系。其他桩身、桩侧岩土、桩底岩土参数对f1影响不明显。一般当共振频率阶数n 3时，单一曲线上频差基本相等，可以用公式 f = Vp/(2L)计算频差，n阶共振频率可以用公式fn = (n-1)Vp/(2L)计算，f2处于过渡阶段；当桩底基岩剪切波速Vsb大于1800 m/s后，频差公式仍不变，但是共振频率会明显逐渐增大，逐渐趋近于由固定端公式fn = (2n-1)Vp/(4L) (n =1，2，3…)计算得到的结果。通过更多的计算表明，其他参数不变情况下，当Vsb接近桩身剪切波速时，第1阶共振频率f1迅速趋近于Vp/(4L)。 （2）在一维桩土模型中，桩侧土剪切波速越大，一次桩底反射波信号衰减越多，桩底反射幅值变得越小。一次桩底反射波的相位随着桩底岩土的剪切波速Vsb的增大，其同相位信号逐渐减小至完全消失，而同相位后面的反相位信号逐渐增大直至将同相位信号取代。 （3）对于一维模型下的嵌岩桩，时域速度曲线中较明显的反相位大谷信号反映的是入岩界面的位置，而不是真正的一次桩底反射，速度振幅谱和速度导纳曲线上的共振频率和频差也表明大谷信号确实是入岩界面处的信号。当嵌岩深度H2增大时， f1会增大，速度振幅谱其他各阶共振峰频也会向频率增大方向平移，频差也会随H2的增大而增大；当桩底沉渣厚度H3逐渐增大时，一次桩底反射处"谷-峰-谷"信号越加明显，它实际上分别反映了入岩界面、桩底沉渣上界面、桩底沉渣下界面(真正的桩底位置)。 （4）桩土系统第一阶共振频率随桩身半径的增大而变小，随桩周土剪切波速和桩底土剪切波速的增大而变大，其余参数对其基本没影响；第二阶共振频率随桩长的增大而减小，随桩身纵波波速、桩底土剪切波速和拾振点到激振点位置的增大而变大，其余参数对其基本没影响。 （5）当桩周土和桩底土剪切波速分别增大时，桩土系统第一阶共振频率均变大，但变大的幅值越来越小，桩土系统的第二阶共振频率随桩底土剪切波速的增大而增大，桩周土剪切波速变化对其没有影响，三维情况下算的第一阶共振频率比一维情况下算的有大有小，但基本相差不大，第二阶共振频率均小于一维情况下的第二阶共振频率。 （6）由桩身引起的缺陷反射中，桩土系统的第一阶共振频率不变，第二阶共振频率变化；由桩侧土引起的时域曲线变化，桩土系统的第一阶共振频率变化，第二阶共振频率基本不变。因此，可以通过桩土系统中第一阶和第二阶共振频率的变化来判别时域曲线中的类扩径信号和类缩径信号是否为桩身缺陷所引起的。 （7）在有桩底沉渣的嵌岩桩中，当桩底沉渣厚度不变时，沉渣的质量对第一阶共振频率基本无影响，可以通过第四阶共振频率与第一阶共振频率之比计算桩底沉渣缺陷的程度。 （8）桩底沉渣质量的变化只影响了桩底沉渣反射和桩底反射，对嵌岩界面的反射信号幅值没有影响。 |
| 批准登记号: | 粤科成登（2）字【2017】0299 |
| 登记日期: | 2017-10-12 |
| 研究起止时间: | 2011.09 至2016.01 |
| 所属行业: | 交通运输、仓储和邮政业 |
| 所属高新技术类别: | 现代交通 |
| 评价单位名称: | 广东省公路管理局 |
| 评价日期: | 2016.01.07 |
