摘要：隨著世界科技的全面發(fā)展，以及工程項目建設(shè)工作對于技術(shù)要求的不斷提高，積極研究和探索新型施工與檢測技術(shù)也就成為影響工程項目建設(shè)行業(yè)發(fā)展前景與空間的關(guān)鍵性因素之一了，樁基應(yīng)力波檢測的現(xiàn)代樁基工程項目檢測中使用的主要技術(shù)形式之一，其具有數(shù)據(jù)真實、準(zhǔn)確、具體等特點，已經(jīng)得到廣泛的推廣與應(yīng)用。本文僅就樁基應(yīng)力波檢測的發(fā)展和應(yīng)用作以簡要的分析，力求全面促進(jìn)我國樁基應(yīng)力波檢測技術(shù)的進(jìn)步創(chuàng)新與科學(xué)發(fā)展。
　　關(guān)鍵詞：樁基；應(yīng)力波；檢測；發(fā)展；應(yīng)用
　　一、 樁基應(yīng)力波檢測的基本原理
　　目前，我國一些大型水利、建筑、橋梁工程項目建設(shè)過程中，都需要修筑大
　　直徑樁基，其目的是全面保障工程項目的整體強(qiáng)度和抗震能力等基本性能的實現(xiàn)。樁基部分的施工質(zhì)量與進(jìn)度，直接關(guān)系到整體工程項目建設(shè)的步伐和質(zhì)量保障。樁基應(yīng)力波檢測是現(xiàn)代化的工程檢測手段與方法之一，在樁基施工中發(fā)揮了重要的作用與意義。
　　樁基應(yīng)力波的非電量電測系統(tǒng)主要由三部分組成：傳感器、數(shù)據(jù)采集儀和筆記本式計算機(jī)，加速度計和應(yīng)變傳感器分別將樁頂加速度和壓力轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號。數(shù)據(jù)采集儀是將傳感器輸出的電信號進(jìn)行放大、濾波等處理后，通過模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬信號變換為數(shù)字信號，然后輸入到計算機(jī)中。計算機(jī)可以很容易地對數(shù)字信號進(jìn)行各種處理和計算分析，還可以將檢測數(shù)據(jù)和分析結(jié)果永久保存在磁盤中。通過數(shù)字—模擬轉(zhuǎn)換器可重建模擬信號，并可顯示在屏幕上。
　　樁基應(yīng)力波檢測主要是指通過利用專門的儀器和設(shè)備，繽紛結(jié)合驗和計算分析求得被檢測的值。檢測實質(zhì)上是個比較過程，就是將被檢測與特定的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，獲取相對的比值。樁頂?shù)募铀俣群蛪毫Χ际欠请娏康模�而檢測它們均是通過電子檢測裝置完成的，故稱之為非電量電測。把持測的非電量，通過一些器件或裝置，轉(zhuǎn)變成相關(guān)的電信號，然后利用電子檢測裝置檢測該電信號，最終獲得被測的非電量值。
　　二、樁基應(yīng)力波檢測的發(fā)展
　　從世界建筑行業(yè)工程檢測技術(shù)發(fā)展歷程來看，樁基應(yīng)力波檢測技術(shù)是在20
　　世紀(jì)60年代左右才正式進(jìn)入理論研究與實際試驗階段的，距今僅有40余年的發(fā)展歷史。樁基應(yīng)力波檢測的發(fā)展尚處于進(jìn)一步研究和探索的關(guān)鍵時期，需要得到相關(guān)專家、學(xué)者，以及具有豐富工作經(jīng)驗的技術(shù)人員共同參與其中。
　　1966年，美國芝加哥市的兩座高層建筑物基礎(chǔ)的墩基出了問題，要求提供一種檢驗已澆注墩基的可靠方法。Baker和Khan提出了8種檢測墩基缺陷的可能方法，其中提到3種不同的地震波及波速測量方法，但認(rèn)為地震波法經(jīng)驗有限，結(jié)果還是不肯定的。
　　從1964年至1975年的12年間，美國Case技術(shù)學(xué)院Goble領(lǐng)導(dǎo)的研究小組進(jìn)行了樁基應(yīng)力波檢測技術(shù)和理論分析的系統(tǒng)研究，取得了豐碩的成果。在測量技術(shù)方面，這個小組改進(jìn)了應(yīng)變測量技術(shù)，設(shè)計了可重復(fù)使用的應(yīng)變傳感器。采用模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，利用計算機(jī)方便地存儲和處理測量數(shù)據(jù)，完善了力和速度的測量系統(tǒng)。
　　早在1979年，Rausche等人就提出可以來用Case試驗方法來檢測樁的完整性。他們引入了一個定量描述樁身中缺陷的完整性因子——樁身缺陷處下部和上部波阻抗之比。用這個指標(biāo)可以對樁身中缺陷處損壞的嚴(yán)重程度進(jìn)行分類。他們還給出了計算這個因子的一種方法，后來將確定承載力的CAPWAP法用于低應(yīng)變試驗結(jié)果的分析，提出了一個樁完整性分析的信號擬合方法，稱為PITWAP法。這個方法以樁測量的力或假設(shè)的力作為輸入數(shù)據(jù)計算樁頂?shù)乃俣龋�并將它與測量值進(jìn)行比較。
　　應(yīng)力波理論在樁基上的應(yīng)用研究是在基礎(chǔ)工程需要的推動下發(fā)展起來的。一開始它就與工程實踐緊密結(jié)合，以應(yīng)力波理論為基礎(chǔ)，在計算機(jī)、數(shù)值計算方法、傳感器和數(shù)據(jù)采集等發(fā)展所提供的條件下，現(xiàn)已發(fā)展成為一項高技術(shù)。經(jīng)過近40年在理論和測量技術(shù)上的發(fā)展和大量的工程實踐，該項技術(shù)日趨成熟，為建筑物基礎(chǔ)檢測提供了快速、無損、經(jīng)濟(jì)、可靠的方法，在基礎(chǔ)工程中發(fā)揮了越來越重要的作用。
　　二、 樁基應(yīng)力波檢測的應(yīng)用
　　隨著樁基應(yīng)力波檢測技術(shù)的不斷提升，以及實踐經(jīng)驗的深入積累，其在樁基檢測工作中的應(yīng)用是越來越廣泛了，已被推廣到世界各國的樁基施工作業(yè)中，并取得了良好的效果與成績。樁基應(yīng)力波檢測的應(yīng)用為現(xiàn)代工程項目樁基部分檢測提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)和準(zhǔn)確性的保障，也是現(xiàn)代工程檢測技術(shù)全面、創(chuàng)新、科學(xué)發(fā)展的重要體現(xiàn)之一。
　　在樁基應(yīng)力波檢測的應(yīng)用過程中，當(dāng)樁頂測得的回波信息，正是由樁土之間摩擦力激發(fā)出來的。根據(jù)在樁頂連續(xù)測得的質(zhì)點速度和壓力時程曲線來反演各土層的阻力和相應(yīng)的土性參數(shù)是個典型的多參數(shù)、多波源反問題。在對樁頂回波響應(yīng)與土阻力之間內(nèi)在關(guān)系的分析基礎(chǔ)上，北京建筑大學(xué)教授王靖濤先生提出了一個半解析半數(shù)值的反演方法，開辟了一條特征線法逐步積分與局部迭代相結(jié)合的反演途徑，給出了一套土性參數(shù)新的調(diào)整方法。他所得到的WANG—PCP程序的輸入數(shù)據(jù)仍是高應(yīng)變試驗中測得的樁頂壓力和速度曲線的結(jié)果，與CAPWAP法得到的結(jié)果相同。
　　當(dāng)今各種波探測技術(shù)的理論基礎(chǔ)均屬波傳播反問題范疇。樁基應(yīng)力波檢測的應(yīng)用也不例外，它的理論基礎(chǔ)也是波傳播反問題理論。波傳播反問題是指利用在物體表面測得的波動響應(yīng)后，反過來推斷物體內(nèi)部波源或介質(zhì)的物理力學(xué)性態(tài)。是反問題中應(yīng)用最廣泛的一類。它包括兩大類：一是介質(zhì)反問題。二是波源反問題。前者對已知刺激從波的邊界響應(yīng)推斷介質(zhì)的物理力學(xué)性狀，一般表現(xiàn)為反演波動方程系數(shù)。后者是對已知介質(zhì)從測量得到的邊界數(shù)據(jù)確定發(fā)射波源的性質(zhì)，表現(xiàn)為控制方程的力源項反演。樁基完整性檢測屬于介質(zhì)反問題，而樁基承載力確定屬于波源反問題。基于波傳播反問題理論。
　　近幾年來，樁基應(yīng)力波檢測的應(yīng)用模式與方法又得到了進(jìn)一步的改進(jìn)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法已引入土性參數(shù)調(diào)整過程中，實現(xiàn)了樁周土性參數(shù)調(diào)整的自動化。這更便于工程技術(shù)人員的使用。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，通過在某一地區(qū)的工程應(yīng)用，它的計算精度可以不斷提高。在低應(yīng)變試驗中，僅測量樁頂?shù)馁|(zhì)點加速度時程曲線。從波傳播反問題理論分析可知，欲反演出樁中某些截面的波阻抗變化，僅知道樁頂速度響應(yīng)是不夠的。由于邊界條件不足，這個反演問題是“欠定”的，為此必須補(bǔ)充一定的條件。王靖濤提出了一個樁基完整定量分析方法，通過波傳播的分析、給出了一個近似的補(bǔ)充條件，然后直接反演波動方程的系數(shù)。這種方法比較簡單，可在現(xiàn)場對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理。應(yīng)力波理論在沉樁能力分析、打樁系統(tǒng)的性能分析和打樁監(jiān)測等方面還有許多重要的應(yīng)用，這里就不一一列舉了。
　　
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