1.一種用于基樁檢測的扭剪波激振采集分析方法,其特征在于,包括:
通過在待測基樁樁側(cè)施加切向力產(chǎn)生橫向偏心激振,從而生成扭剪波;
通過反對稱安裝在樁身兩側(cè)的兩只傳感器,分別獲得所述傳感器位置處的振動信號;
將所述兩只傳感器所獲得的振動信號疊加得到扭剪波信號;
根據(jù)所述扭剪波信號和常規(guī)縱波法得到的縱波信號計算缺陷位置的等效半徑和回轉(zhuǎn)半徑,并進(jìn)一步根據(jù)所述等效半徑和回轉(zhuǎn)半徑識別缺陷程度與性狀;或者,
根據(jù)所述扭剪波信號,識別淺部缺陷;或者,
根據(jù)所述扭剪波信號,檢測管樁縱向裂隙或灌注樁縱向泌水縫缺陷;或者,
根據(jù)所述扭剪波信號,利用頻域分析,分析扭剪波中各諧振頻率和頻差對應(yīng)的缺陷位置。
2.如權(quán)利要求1所述的用于基樁檢測扭剪波激振采集分析方法,其特征在于,通過在被測基樁的樁側(cè)施加切向力產(chǎn)生橫向偏心激振,具體為:
在圓樁樁側(cè)通過膨脹螺栓固定木質(zhì)、尼龍質(zhì)、鋁質(zhì)、鐵質(zhì)激振塊,使用激振錘沿圓樁側(cè)面切向敲擊所述激振塊,通過所述激振塊向所述圓樁施加切向力產(chǎn)生橫向偏心激振;或者,
使用激振錘敲擊方樁樁頂處的樁身側(cè)面角點(diǎn),從而施加切向力產(chǎn)生橫向偏心激振。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于基樁檢測扭剪波激振采集分析方法,其特征在于,所述振動信號為所述傳感器位置處的切向速度,所用傳感器為能夠橫向固定安裝且靈敏度為50mV/ms-2的加速度計。
4.如權(quán)利要求1或2所述的用于基樁檢測扭剪波激振采集分析方法,其特征在于,所述將所述兩只傳感器所獲得的振動信號疊加得到扭剪波信號,具體為:
VS=VT1+VT2
其中,VS為疊加后得到的扭剪波信號,VT1和VT2分別為所述兩只傳感器獲得的切向速度信號。
5.如權(quán)利要求1或2所述的用于基樁檢測扭剪波激振采集分析方法,其特征在于,根據(jù)所述扭剪波信號和縱波信號,計算缺陷位置的等效半徑和回轉(zhuǎn)半徑,具體為:
其中:
VR——實(shí)測縱波第一次反射波波峰幅值;
VI——實(shí)測縱波入射波波峰幅值;
ωR——實(shí)測扭剪波第一次反射波波峰幅值;
ωI——實(shí)測扭剪波入射波波峰幅值;
R1——完整樁樁身等效半徑;
R2——缺陷處樁身等效半徑;
Rg1——完整樁身回轉(zhuǎn)半徑;
Rg2——缺陷處樁身回轉(zhuǎn)半徑;
η——樁側(cè)土耦合系數(shù);
b——缺陷處的深度;
樁身等效半徑與樁身回轉(zhuǎn)半徑的平方比;
進(jìn)一步根據(jù)所述等效半徑和回轉(zhuǎn)半徑識別缺陷程度和性狀。
6.如權(quán)利要求1或2所述的用于基樁檢測扭剪波激振采集分析方法,其特征在于,根據(jù)所述扭剪波信號識別淺部缺陷,具體為:
根據(jù)扭剪波對淺部缺陷的反射到時計算淺部缺陷位置,并根據(jù)反射幅值計算等效半徑和回轉(zhuǎn)半徑,進(jìn)而得出所述淺部缺陷的缺陷程度及性狀。
7.如權(quán)利要求1或2所述的用于基樁檢測扭剪波激振采集分析方法,其特征在于,根據(jù)所述扭剪波信號,檢測管樁縱向裂隙或灌注樁縱向泌水縫缺陷,具體為:
比較所述縱波信號和所述扭剪波信號,如果同一缺陷在所述縱波中沒有形成反射波,而在所述扭剪波中形成了明顯的反射波,則對于管樁而言意味著該處存在縱向裂隙,對于灌注樁而言則存在縱向泌水縫。
8.如權(quán)利要求1或2所述的用于基樁檢測扭剪波激振采集分析方法,其特征在于,根據(jù)所述扭剪波信號,利用頻域分析,分析扭剪波中各諧振頻率和頻差對應(yīng)的缺陷位置,具體為:
針對所述扭剪波信號進(jìn)行傅里葉變換,得到頻譜圖,在所述頻譜圖中尋找各階諧振峰,計算所述各諧振峰頻率和相鄰兩諧振峰之間的頻差,利用所述扭剪波波速,依據(jù)下式計算樁長和缺陷位置。
或
或
其中
L——實(shí)測樁長;
b——實(shí)測缺陷位置;
Cs——扭剪波波速;
fb——缺陷所對應(yīng)的諧振峰;
fL——樁底所對應(yīng)的諧振峰;
ΔfL——整樁所對應(yīng)的相鄰諧振峰頻差;
Δfb——缺陷所對應(yīng)的相鄰諧振峰頻。