本發(fā)明涉及建筑物檢測領(lǐng)域，具體涉及一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有常見的建筑物實心圓樁的低應(yīng)檢測變方法，采用樁錘在樁頂表面中心施加低能量的瞬態(tài)敲擊，敲擊產(chǎn)生的沖擊波沿樁體向下傳播，遇到阻抗變化的界面或樁底時產(chǎn)生反射，反射波被安裝在樁頂表面半徑上某一位置(三維干擾強(qiáng)度較小位置或三維干擾最小點，相關(guān)規(guī)范規(guī)定在半徑的2/3附近處)的單個探頭接收，根據(jù)反射波的信號特性判定樁身質(zhì)量。

關(guān)于荷載脈寬的選擇，目前主要是在三維干擾最小點采樣法的基礎(chǔ)上，提出大樁采用荷載脈寬較大的大錘，小樁采用荷載脈寬相對較小的小錘。

但是，上述荷載脈寬選擇方法中存在以下問題：

1、樁錘荷載脈寬的測試方法需要改進(jìn)：

現(xiàn)階段我們在確定樁錘的荷載脈寬時，往往在遠(yuǎn)離敲擊點一定距離的位置處采樣(如規(guī)范規(guī)定的半徑的2/3處)，并將信號前端近似的鐘型脈沖作為入射信號。但是，這一位置的入射信號實際上已經(jīng)受到了基樁徑向振動模態(tài)的影響，該鐘型脈沖的寬度并不是真實的荷載脈寬。

2、三維干擾信號強(qiáng)度和缺陷分辨率之間存在矛盾：

采用荷載脈寬較大的寬頻錘進(jìn)行敲擊，可以降低三維干擾信號的強(qiáng)度，但是，荷載脈寬越大，對基樁缺陷的分辨率就越低，為提高缺陷的分辨率，我們需要采用脈寬較窄的錘。

3、荷載脈寬過窄導(dǎo)致三維干擾信號的信號特征改變：

當(dāng)荷載脈寬過窄，信號中的三維干擾信號，其形態(tài)將發(fā)生顯著變化，在信號的前段，可能出現(xiàn)幅值更大，頻率更高的三維干擾信號，即，三維干擾信號不再是頻率和形態(tài)穩(wěn)定的振蕩信號，而且，此時，樁頂表面不再存在穩(wěn)定的三維干擾最小點，即，這一幅值更大，頻率更高的三維干擾信號，無法通過測點的選擇來避免或消除。此時，現(xiàn)有低應(yīng)變檢測方法的基礎(chǔ)，三維干擾最小點采樣法失效。

故而，需要提供一種可同時兼顧缺陷分辨率和三維干擾信號消除的荷載脈寬選擇方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提出了一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法，它可以同時兼顧缺陷分辨率和三維干擾信號的避免和消除，實現(xiàn)如何為不同的基樁選擇相應(yīng)的荷載脈寬合適的樁錘，從而提高測試信號質(zhì)量，幫助更準(zhǔn)確地判斷出建筑物實心樁樁體的完整性，該方法同時可以幫助指導(dǎo)樁錘的制作。

具體的，本發(fā)明提出了以下具體的實施例：

本發(fā)明實施例提出了一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法，該方法應(yīng)用于建筑物實心樁樁體，該方法包括如下步驟：

步驟a、荷載脈寬的確定：在建筑物實心樁樁頂表面設(shè)置第一敲擊點，并在所述第一敲擊點為中心的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)安裝第一信號采集裝置，當(dāng)接收到在所述第一敲擊點的敲擊動作時，獲取來自所述第一信號采集裝置的第一測點信號，并通過所述第一測點信號確定荷載脈寬；

步驟b、三維干擾信號脈寬的確定：在建筑物實心樁樁頂表面中心設(shè)置第二敲擊點，在三維干擾信號強(qiáng)度超過預(yù)設(shè)強(qiáng)度值的測點安裝第二信號采集裝置，當(dāng)接收到在第二敲擊點的敲擊動作時，獲取來自第二信號采集裝置的第二測點信號，并基于所述第二測點信號確定三維干擾信號脈寬；

步驟c、選擇荷載脈寬：選擇脈寬大于三維干擾信號脈寬的荷載脈寬；或選擇使得三維干擾信號振蕩特征符合預(yù)設(shè)穩(wěn)定特征，在信號的前面預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)不出現(xiàn)幅值和頻率超過預(yù)設(shè)穩(wěn)定特征值的三維干擾信號的荷載脈寬；或選擇脈寬與樁頂表面波波速的乘積大于基樁直徑的荷載脈寬。

在一個具體的實施例中，在所述的一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法中，所述荷載脈寬為所述第一測點信號中近似為正弦曲線的入射信號的周期或波長。

在一個具體的實施例中，在所述的一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法中，所述三維干擾信號脈寬為所述第二測點信號中三維干擾信號的周期或波長。

在一個具體的實施例中，在所述的一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法中，所述建筑物實心樁樁體具體為建筑物實心圓形基樁。

在一個具體的實施例中，在所述的一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法中，所述敲擊動作是通過力錘或力棒進(jìn)行豎向敲擊產(chǎn)生。

在一個具體的實施例中，在所述的一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法中，所述第一敲擊點為所述建筑物實心樁樁頂表面的包括樁頂表面中心點在內(nèi)的任意位置；所述第二敲擊點為所述建筑物實心樁樁頂表面的中心點。在一個具體的實施例中，在所述的一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法中，所述第一信號采集裝置和/或所述第二信號采集裝置為探頭或傳感器，所述第一信號采集裝置和/或所述第二信號采集裝置通過膠水、黃油或橡皮泥等粘性物質(zhì)粘貼在所述建筑物實心樁樁頂表面。

在一個具體的實施例中，在所述的一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法中，所述第一信號采集裝置和/或所述第二信號采集裝置連接有信息處理裝置；所述信息處理裝置具體為基樁低應(yīng)變檢測儀。

在一個具體的實施例中，在所述的一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法中，當(dāng)所述荷載脈寬或三維干擾信號脈寬對應(yīng)為周期，在信息處理后對應(yīng)為波長。

在一個具體的實施例中，在所述的一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇的方法中，三維干擾信號的頻率根據(jù)三維干擾信號脈寬求倒數(shù)得到；或根據(jù)下列表達(dá)式進(jìn)行預(yù)估：

其中：νx、cx、dx、分別為待求三維干擾信號頻率的基樁的混凝土泊松比、一維縱波波速(m/s)、樁徑(m)及三維干擾頻率(hz)；

ν0、c0、d0、分別是已標(biāo)定或測定基樁的混凝土泊松比、一維縱波波速(m/s)、樁徑(m)及三維干擾頻率(hz)；

通過基樁縱波波速除以預(yù)估的三維干擾信號頻率得到預(yù)估的三維干擾信號脈寬。

以此，本發(fā)明實施例提出了一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法，該方法應(yīng)用于建筑物實心樁樁體，該方法包括如下步驟：步驟a、荷載脈寬的確定：在建筑物實心樁樁頂表面設(shè)置第一敲擊點，并在所述第一敲擊點為中心的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)安裝第一信號采集裝置，當(dāng)接收到在所述第一敲擊點的敲擊動作時，獲取來自所述第一信號采集裝置的第一測點信號，并通過所述第一測點信號確定荷載脈寬；步驟b、三維干擾信號脈寬的確定：在建筑物實心樁樁頂表面中心設(shè)置第二敲擊點，在三維干擾信號強(qiáng)度超過預(yù)設(shè)強(qiáng)度值的測點安裝第二信號采集裝置，當(dāng)接收到在第二敲擊點的敲擊動作時，獲取來自第二信號采集裝置的第二測點信號，并基于所述第二測點信號確定三維干擾信號脈寬；步驟c、選擇荷載脈寬：選擇脈寬大于三維干擾信號脈寬的荷載脈寬；或選擇使得三維干擾信號振蕩特征符合預(yù)設(shè)穩(wěn)定特征，在信號的前面預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)不出現(xiàn)幅值和頻率超過預(yù)設(shè)穩(wěn)定特征值的三維干擾信號的荷載脈寬；或選擇脈寬與樁頂表面波波速的乘積大于基樁直徑的荷載脈寬。本發(fā)明通過在建筑物實心樁樁頂表面設(shè)置敲擊點，緊鄰敲擊點安裝信號采集裝置，獲取準(zhǔn)確的樁錘敲擊混凝土所產(chǎn)生的荷載脈寬，這為樁錘的選擇和制作奠定了基礎(chǔ)。同時，給出了測試三維干擾信號脈寬的方法和估算三維干擾信號頻率的表達(dá)式，給出了荷載脈寬選擇的方法。上述三者結(jié)合，可以在確保缺陷分辨率的條件下，通過在樁頂半徑的三維干擾最小點處采樣，達(dá)到最大程度地避免或消除三維干擾信號，提高測試信號質(zhì)量的目的，從而幫助更加準(zhǔn)確地判斷出建筑物實心樁樁體的完整性。在實際工程中，本發(fā)明解決了針對不同的基樁，如何選擇合適的力錘這一問題，即樁錘匹配的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本發(fā)明一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法的流程示意圖。

圖2是本發(fā)明一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法確定荷載脈寬的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2所示的結(jié)構(gòu)示意圖在混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、荷載脈寬1.6ms條件下，在樁頂面中心處敲擊，在緊鄰敲擊點的0.07r(半徑)處采樣的近似為正弦曲線的入射脈沖和在規(guī)范推薦的采樣點位0.67r處采樣的近似為鐘型脈沖的入射脈沖。

圖4是本發(fā)明一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法中確定三維干擾脈寬的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖4所示的結(jié)構(gòu)示意圖在混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、荷載脈寬1.6ms，無土層條件下，在樁頂面中心敲擊，任意半徑上的0.0r、0.33r、0.4r、0.54r、0.67r、0.75r、r處采樣時，計算速度信號的對比示意圖。

圖6是圖4所示的結(jié)構(gòu)示意圖在混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、荷載脈寬分別為0.409ms、0.619ms、1.239ms、1.6ms，無土層條件下，在樁頂面中心敲擊，任意半徑上的0.67r處采樣時，計算速度信號的對比示意圖。

圖7是圖4所示的結(jié)構(gòu)示意圖在混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、荷載脈寬0.619ms，無土層條件下，在樁頂面中心敲擊，任意半徑上的0.39r、0.53r、0.67r處采樣時，計算速度信號的對比示意圖。

圖8a-圖8d是混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、荷載脈寬分別為0.409ms、0.619ms、1.239ms、1.6ms時，無土層條件下，在樁頂面中心敲擊，荷載作用的中點時刻和結(jié)束時刻，通過樁軸線的豎剖面在樁頂附近區(qū)域內(nèi)的合速度矢量云圖的對比示意圖。

圖例說明：

100-實截面圓形基樁；200-激振裝置；300-信息采集裝置；

400-信息處理裝置

具體實施方式

在下文中，將更全面地描述本公開的各種實施例。本公開可具有各種實施例，并且可在其中做出調(diào)整和改變。然而，應(yīng)理解：不存在將本公開的各種實施例限于在此公開的特定實施例的意圖，而是應(yīng)將本公開理解為涵蓋落入本公開的各種實施例的精神和范圍內(nèi)的所有調(diào)整、等同物和/或可選方案。

在下文中，可在本公開的各種實施例中使用的術(shù)語“包括”或“可包括”指示所公開的功能、操作或元件的存在，并且不限制一個或更多個功能、操作或元件的增加。此外，如在本公開的各種實施例中所使用，術(shù)語“包括”、“具有”及其同源詞僅意在表示特定特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合，并且不應(yīng)被理解為首先排除一個或更多個其它特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的存在或增加一個或更多個特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的可能性。

在本公開的各種實施例中，表述“或”或“a或/和b中的至少一個”包括同時列出的文字的任何組合或所有組合。例如，表述“a或b”或“a或/和b中的至少一個”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。

在本公開的各種實施例中使用的表述(諸如“第一”、“第二”等)可修飾在各種實施例中的各種組成元件，不過可不限制相應(yīng)組成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的順序和/或重要性。以上表述僅用于將一個元件與其它元件區(qū)別開的目的。例如，第一用戶裝置和第二用戶裝置指示不同用戶裝置，盡管二者都是用戶裝置。例如，在不脫離本公開的各種實施例的范圍的情況下，第一元件可被稱為第二元件，同樣地，第二元件也可被稱為第一元件。

應(yīng)注意到：如果描述將一個組成元件“連接”到另一組成元件，則可將第一組成元件直接連接到第二組成元件，并且可在第一組成元件和第二組成元件之間“連接”第三組成元件。相反地，當(dāng)將一個組成元件“直接連接”到另一組成元件時，可理解為在第一組成元件和第二組成元件之間不存在第三組成元件。

在本公開的各種實施例中使用的術(shù)語僅用于描述特定實施例的目的并且并非意在限制本公開的各種實施例。如在此所使用，單數(shù)形式意在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否則在這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本公開的各種實施例所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。所述術(shù)語(諸如在一般使用的詞典中限定的術(shù)語)將被解釋為具有與在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的語境含義相同的含義并且將不被解釋為具有理想化的含義或過于正式的含義，除非在本公開的各種實施例中被清楚地限定。

實施例1

一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法，該方法應(yīng)用于建筑物實心樁樁體，如圖1所示，該方法包括如下步驟：

步驟101、荷載脈寬的確定：在建筑物實心樁樁頂表面設(shè)置第一敲擊點，并在所述第一敲擊點為中心的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)安裝第一信號采集裝置，當(dāng)接收到在所述第一敲擊點的敲擊動作時，獲取來自所述第一信號采集裝置的第一測點信號，并通過所述第一測點信號確定荷載脈寬；

在一個具體的實施例中，所述荷載脈寬為所述第一測點信號中近似為正弦曲線的入射信號的周期或波長。

具體的，通過獲取第一測點信號的前端部分來確定荷載脈寬，具體的，第一測點信號的前端部分是近似為正弦曲線的入射速度信號，具體的，處理過程中，該正弦曲線的周期或波長即為荷載脈寬。

具體地，敲擊點可以位于包括樁頂表面中心點在內(nèi)的任意位置，但是，需要保證緊鄰敲擊點安裝信號采集裝置。即，所述第一敲擊點為中心的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)是指緊鄰敲擊點的測點，具體的范圍數(shù)值可以根據(jù)測量的經(jīng)驗以及具體測量的環(huán)境以及測量需要來進(jìn)行靈活設(shè)置。具體操作時，以不妨礙敲擊動作實施為前提，信號采集裝置粘貼位置越接近敲擊點越好。

在本發(fā)明的一實施例中，在所述建筑物實心圓形基樁樁體上，敲擊點位于樁頂表面中心處，第一信號采集點位于0.07r(緊鄰樁錘外徑，即緊鄰敲擊點)和0.67r處(規(guī)范推薦采樣點位)，具體的可以參見圖3。

可以理解，所述建筑物實心樁，除了圓形樁體，還可為其它形狀，如多邊形實心樁，即只要本發(fā)明的一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法所有可以涉及的建筑物實心樁都屬于本發(fā)明的構(gòu)思。

步驟102、三維干擾信號脈寬的確定：在建筑物實心樁樁頂表面中心設(shè)置第二敲擊點，在三維干擾信號強(qiáng)度超過預(yù)設(shè)強(qiáng)度值的測點安裝第二信號采集裝置，當(dāng)接收到在第二敲擊點的敲擊動作時，獲取來自第二信號采集裝置的第二測點信號，并基于所述第二測點信號確定三維干擾信號脈寬；

在一個具體的實施例中，敲擊點位于樁頂表面中心，當(dāng)然，敲擊點也可以位于緊鄰樁頂表面中心點的附近位置，即允許稍微偏離樁中心測點，具體的稍微偏離的范圍可以為專業(yè)的工程人員根據(jù)經(jīng)驗理解的范圍。

具體的，確定三維干擾信號脈寬時，三維干擾信號超過預(yù)設(shè)強(qiáng)度值的測點是指，離開(0.67-0.5υ)r位置一定距離(r為基樁半徑)，且三維干擾信號強(qiáng)度超過預(yù)設(shè)值的測點，具體的預(yù)設(shè)值可以是專業(yè)的工程人員根據(jù)經(jīng)驗確定的值，直觀體現(xiàn)在信號圖形上顯示為波動強(qiáng)烈。換言之，信號采集裝置安裝在三維干擾信號較強(qiáng)烈的測點。

具體的，在一個具體的實施例中，所述三維干擾信號脈寬為所述第二測點信號中三維干擾信號的周期或波長。而且，基于第二測點信號確定三維干擾信號脈寬的過程中，由于第二測點信號中包含的三維干擾信號是持續(xù)振蕩的，因此可以由三維干擾信號所組成的一個近似的正弦或余弦曲線的周期或波長作為三維干擾信號的脈寬，也可以由多個近似的正弦或余弦曲線的平均周期或波長作為三維干擾信號的脈寬。

故而，具體的，在確定三維干擾信號的脈寬時，可以通過讀取三維干擾信號所組成的一個近似的正弦或余弦曲線的周期或波長，或多個近似的正弦或余弦曲線的平均周期或波長來確定三維干擾信號的脈寬。

三維干擾信號的頻率根據(jù)三維干擾信號脈寬求倒數(shù)得到；或根據(jù)下列表達(dá)式進(jìn)行預(yù)估：

其中：νx、cx、dx、分別為待求三維干擾信號頻率的基樁的混凝土泊松比、一維縱波波速(m/s)、樁徑(m)及三維干擾頻率(hz)；

ν0、c0、d0、分別是已標(biāo)定或測定基樁的混凝土泊松比、一維縱波波速(m/s)、樁徑(m)及三維干擾頻率(hz)；

通過基樁縱波波速除以預(yù)估的三維干擾信號頻率得到預(yù)估的三維干擾信號脈寬。

在以上步驟101以及步驟102中：

在一具體的實施例中，所述敲擊動作是通過力錘或力棒進(jìn)行豎向敲擊產(chǎn)生。

在一個具體的實施例中，當(dāng)所述荷載脈寬或三維干擾信號脈寬對應(yīng)為周期時，在信息處理后所對應(yīng)的是波長。也即，所述荷載脈寬與三維干擾信號脈寬對應(yīng)為周期時，其單位為毫秒(ms)，而在信息處理裝置基樁低應(yīng)變檢測儀及其處理軟件中，由于乘上了基樁混凝土縱波波速，它所對應(yīng)的是波長，此時，荷載脈寬的單位轉(zhuǎn)化為米(m)。

在一個具體的實施例中，所述第一敲擊點為所述建筑物實心樁樁頂表面的包括樁頂表面中心點在內(nèi)的任意位置；所述第二敲擊點為所述建筑物實心樁樁頂表面的中心點。

在一個具體的實施例中，所述第一信號采集裝置和/或所述第二信號采集裝置為探頭或傳感器，所述第一信號采集裝置和/或所述第二信號采集裝置通過膠水、黃油或橡皮泥等粘性物質(zhì)粘貼在所述建筑物實心樁樁頂表面。

在一個具體的實施例中，所述第一信號采集裝置和/或所述第二信號采集裝置連接有信息處理裝置；所述信息處理裝置具體為基樁低應(yīng)變檢測儀。

具體的，第一信號采集裝置與第二信號采集裝置可以為同一裝置，只是為了區(qū)分不同的測量而進(jìn)行了不同的命名，因此并不一定代表示兩個裝置，當(dāng)然也可以為兩個裝置，具體的可以根據(jù)實際的測量情況進(jìn)行靈活的設(shè)置。

步驟103、選擇荷載脈寬：選擇脈寬大于三維干擾信號脈寬的荷載脈寬；或選擇使得三維干擾信號振蕩特征符合預(yù)設(shè)穩(wěn)定特征，在信號的前面預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)不出現(xiàn)幅值和頻率超過預(yù)設(shè)穩(wěn)定特征值的三維干擾信號的荷載脈寬；或選擇脈寬與樁頂表面波波速的乘積大于基樁直徑的荷載脈寬。

具體的，選擇荷載脈寬有三種方式：

方式1、選擇脈寬大于三維干擾信號脈寬的荷載脈寬，換言之，選擇其倒數(shù)低于三維干擾信號頻率的荷載脈寬；

方式2、選擇使得三維干擾信號振蕩特征符合預(yù)設(shè)穩(wěn)定特征，在信號的前面預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)不出現(xiàn)幅值和頻率超過預(yù)設(shè)穩(wěn)定特征值的三維干擾信號的荷載脈寬，具體的，即選擇使得三維干擾信號振蕩特征穩(wěn)定，在信號前段不出現(xiàn)明顯的幅值更大，頻率更高的三維干擾信號的荷載脈寬。

具體的，信號的前面預(yù)設(shè)區(qū)域(以寬度或時間為單位)，在一個實施例中，例如可以是在采樣開始后的前4ms(見圖6和圖7),當(dāng)然也并不限于此，它可以基于測量的環(huán)境以及測量的需要的不同而有所不同；預(yù)設(shè)的穩(wěn)定特征值則是指干擾信號的脈寬和頻率在測試信號中始終保持為某一穩(wěn)定值，信號前段的三維干擾信號的幅值并不異常地增大。例如，頻率值對應(yīng)本發(fā)明中提出的三維干擾信號頻率預(yù)估公式得到的預(yù)估值，信號前段的三維干擾信號的幅值并不異常地增大。

方式3、選擇脈寬與樁頂表面波波速的乘積大于基樁直徑的荷載脈寬。

實施例2

圖2是本發(fā)明一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法確定荷載脈寬的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，建筑物實心樁為實心圓形基樁。

激振裝置200在實心樁100的樁頂表面任意點處產(chǎn)生敲擊動作，在建筑物實心樁100的樁頂表面，與敲擊點緊鄰的位置處，安設(shè)信號采集裝置300作為對建筑物實心樁樁體的測點，信號采集裝置為探頭或傳感器。信息處理裝置400為基樁低應(yīng)變檢測儀。

當(dāng)激振裝置200在實心樁100的樁頂表面產(chǎn)生一次敲擊動作時，通過傳感器和基樁低應(yīng)變檢測儀，可獲取一條速度測試曲線。

請一并參閱圖3，圖3是圖2所示的結(jié)構(gòu)示意圖在混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、荷載脈寬1.6ms條件下，在樁頂面中心處敲擊，在緊鄰敲擊點的0.07r(半徑)處采樣的近似為正弦曲線的入射脈沖和在規(guī)范推薦的采樣點位0.67r處采樣的近似為鐘型脈沖的入射脈沖。

圖3表明，在樁中心敲擊時，緊鄰敲擊點的測點，入射信號為近似的正弦曲線，其荷載脈寬為1.59ms，僅比真實的荷載脈寬1.6ms小0.01ms，這一差別來自于我們無法將傳感器粘貼在敲擊點正中位置，而只能緊鄰敲擊點粘貼。在規(guī)范規(guī)定的采樣點0.67r處，原本為正弦曲線的入射信號產(chǎn)生嚴(yán)重畸變，其畸變的正向速度部分占能量的主體，稱為鐘形脈沖，而畸變的負(fù)向速度部分難以清晰地識別。目前工程界普遍將這一鐘形脈沖作為入射信號。圖3中，該鐘形脈沖的寬度為1.08ms，比真實的荷載脈寬1.6ms小0.52ms，這是因為鐘形脈沖僅是畸變后的正弦速度曲線的一部分，即僅是入射信號的一部分。故而，確定荷載脈寬時，我們需要采用緊鄰敲擊點安裝傳感器的采樣方式。此外，由于敲擊荷載是外加的強(qiáng)迫荷載，所以，在樁頂面任意點敲擊，入射信號均近似保持為正弦速度曲線。

實施例3

圖4是本發(fā)明一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法中確定三維干擾脈寬的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，建筑物實心樁在為實截面圓形樁。具體為：

激振裝置200在實心樁100的樁頂表面中心點處產(chǎn)生敲擊動作，在建筑物實心樁100的樁頂表面，三維干擾信號較強(qiáng)烈的測點安裝信號采集裝置300作為對建筑物實心樁樁體的測點，信號采集裝置為探頭或傳感器。信息處理裝置400為基樁低應(yīng)變檢測儀。

當(dāng)激振裝置200在實心樁100的樁頂表面中心產(chǎn)生一次敲擊動作時，通過傳感器和基樁低應(yīng)變檢測儀，可獲取一條速度測試曲線。

圖5是圖4所示的結(jié)構(gòu)示意圖在混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、荷載脈寬1.6ms，無土層條件下，在樁頂面中心敲擊，任意半徑上的0.0r、0.33r、0.4r、0.54r、0.67r、0.75r、r處采樣時，計算速度信號的對比示意圖。

樁頂面中心敲擊下的圖5體現(xiàn)了如下特點：

特點1：在入射信號和樁底反射信號之間，存在持續(xù)震蕩的三維干擾信號，且由樁中點向最外側(cè)測點，三維干擾強(qiáng)度先遞減后遞增，存在三維干擾最小點，本例中，由于泊松比為0.28，三維干擾最小點約在0.53r處。

圖5說明，靠近基樁中心和基樁外側(cè)的測點，它們的三維干擾信號更強(qiáng)，更利于三維干擾信號周期或波長的準(zhǔn)確讀取。因此，在實施例1中的步驟102中，提出在三維干擾信號強(qiáng)度超過預(yù)設(shè)強(qiáng)度值的測點安裝第二信號采集裝置。

具體的，三維干擾信號超過預(yù)設(shè)強(qiáng)度值的測點是指，離開0.67-0.5υ位置一定距離，且三維干擾信號強(qiáng)度超過預(yù)設(shè)值，具體的預(yù)設(shè)值可以是專業(yè)的工程人員根據(jù)經(jīng)驗確定的值，直觀體現(xiàn)在信號圖形上顯示為波動強(qiáng)烈。換言之，信號采集裝置安裝在三維干擾信號較強(qiáng)烈的測點。特點2：就單個測點信號而言，三維干擾信號為近似等周期的振蕩信號，即頻率穩(wěn)定。就不同測點而言，它們的三維干擾的周期和頻率近似相等。換言之，圖5說明，不同測點信號，其三維干擾的脈寬是一致的。

正是基于這一點，在三維干擾較強(qiáng)烈測點所采集的信號，其三維干擾信號的脈寬才能代表整個基樁的三維干擾信號脈寬。其次，由于三維干擾信號是持續(xù)振蕩，而且周期和頻率是穩(wěn)定的，所以，在上述實施例1中的步驟102中才提出在確定三維干擾信號的脈寬時，可以通過讀取三維干擾信號所組成的一個近似的正弦或余弦曲線的周期或波長，或多個近似的正弦或余弦曲線的平均周期或波長來確定，具體參見圖5。其中，求取多個近似的正弦或余弦曲線的平均周期或波長可以降低外界因素干擾及誤差。

請一并參閱圖6，圖6是圖4所示的結(jié)構(gòu)示意圖在混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、荷載脈寬分別為0.409ms、0.619ms、1.239ms、1.6ms，無土層條件下，在樁頂面中心敲擊，任意半徑上的0.67r處采樣時，計算速度信號的對比示意圖。

圖6顯示了以下特點：

特點1、雖然荷載脈寬不同，但各曲線在中后段的干擾信號特點是一致的，周期均為1.239ms，頻率為809hz。

特點2、當(dāng)荷載脈寬大于信號后段的三維干擾的周期(1.239ms)，單一信號在整個采樣過程中，三維干擾信號的周期穩(wěn)定，即三維干擾信號的脈寬穩(wěn)定，而且，此時，不同荷載脈寬下，各個信號中的三維干擾信號形態(tài)在整體上也幾乎一致，只存在強(qiáng)度的差別。

這給出了荷載脈寬的第一個選擇方法：選擇脈寬大于三維干擾信號脈寬的荷載脈寬，換言之，選擇其倒數(shù)低于三維干擾信號頻率的荷載脈寬。

特點3、當(dāng)荷載脈寬顯著窄于信號后段的三維干擾信號的周期(1.239ms)時，如脈寬0.409ms和0.619ms，此時信號前段存在頻率更高、幅值更大的三維干擾信號。這給出了荷載脈寬的第二個選擇方法：

選擇使得三維干擾信號振蕩特征符合預(yù)設(shè)穩(wěn)定特征，在信號的前面預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)不出現(xiàn)幅值和頻率超過預(yù)設(shè)穩(wěn)定特征值的三維干擾信號的荷載脈寬，具體的，即選擇使得三維干擾信號振蕩特征穩(wěn)定，在信號前段不出現(xiàn)明顯的幅值更大，頻率更高的干擾信號的荷載脈寬。

請一并參閱圖7，圖7是圖4所示的結(jié)構(gòu)示意圖在混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、荷載脈寬0.619ms，無土層條件下，在樁頂面中心敲擊，任意半徑上的0.39r、0.53r、0.67r處采樣時，計算速度信號的對比示意圖。

圖7表明，敲擊脈寬0.619ms時，首先，在三維干擾最小點0.53r處，在信號的后段，干擾信號強(qiáng)度近似為零，但在信號前段，樁頂不同測點都存在顯著的干擾強(qiáng)度更大，頻率更高的干擾信號。它們無法通過測點的選擇來避免，即在信號采樣時的前段，三維干擾最小點采樣法失效，換言之，現(xiàn)有規(guī)范采樣方法失效。其次，這種存在于信號前段的，干擾強(qiáng)度更大，頻率更高的干擾信號，它們將被視為淺部嚴(yán)重缺陷信號，無法用于基樁評判。上述現(xiàn)象是本發(fā)明中荷載脈寬的第二個選擇方法的基本出發(fā)點。

請一并參閱圖8a-8d，圖8a-圖8d是混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、荷載脈寬分別為0.409ms、0.619ms、1.239ms、1.6ms時，無土層條件下，在樁頂面中心敲擊，荷載作用的中點時刻和結(jié)束時刻，通過樁軸線的豎剖面在樁頂附近區(qū)域內(nèi)的合速度矢量云圖的對比示意圖。

圖8a-8d顯示，在荷載作用時段內(nèi)，剖面內(nèi)樁頂區(qū)域單側(cè)的合速度矢量場，是由一個或多個不停旋轉(zhuǎn)和移動的速度螺旋所構(gòu)成的，而且速度螺旋中心的移動速度近似為表面波波速。結(jié)合并對比圖8a-8d和圖6可知，信號前段不出現(xiàn)幅值更大，頻率更高的干擾信號的荷載脈寬時，樁頂剖面半徑范圍內(nèi)始終只存在一個速度螺旋，故而，我們提出了荷載脈寬的第三個選擇方法，荷載脈寬的一半和表面波波速的乘積大于基樁的半徑。

本發(fā)明的一種基樁低應(yīng)變檢測的荷載脈寬選擇方法，通過在建筑物實心樁樁頂表面設(shè)置敲擊點，緊鄰敲擊點安裝信號采集裝置，獲取準(zhǔn)確的樁錘敲擊混凝土的荷載脈寬，這為樁錘的選擇和制作奠定了基礎(chǔ)。其次，給出了測試三維干擾脈寬的方法和估算三維干擾信號頻率的表達(dá)式，再者，給出了荷載脈寬的選擇方法。當(dāng)荷載脈寬滿足本發(fā)明提出的荷載脈寬的選擇方法時，三維干擾信號的振蕩特性穩(wěn)定，在信號的前段不出現(xiàn)幅值更大，頻率更高的三維干擾信號。由于當(dāng)信號前段出現(xiàn)這一幅值更大，頻率更高的干擾信號時，它們無法通過選擇采樣點位置來消除，即，這一時段內(nèi)，樁頂表面半徑上并不存在唯一的三維干擾最小點，故而這一時段內(nèi)，現(xiàn)有低應(yīng)變檢測方法的基本思路，在三維干擾最小點處采樣這一方法失效。換言之，本發(fā)明可解決針對不同的基樁(如樁徑不同)如何選用相應(yīng)的樁錘的問題。再者，在滿足本發(fā)明提出的荷載脈寬選擇方法的條件下，采用較窄的荷載脈寬，可以在確保三維干擾最小點采樣法不失效的前提下，提高并確保缺陷的分辨率，即提高了測試信號的質(zhì)量，從而幫助更加準(zhǔn)確地判斷出建筑物實心樁樁體的完整性。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實施場景的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本發(fā)明所必須的。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實施場景中的裝置中的模塊可以按照實施場景描述進(jìn)行分布于實施場景的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實施場景的一個或多個裝置中。上述實施場景的模塊可以合并為一個模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個子模塊。

上述本發(fā)明序號僅僅為了描述，不代表實施場景的優(yōu)劣。

以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施場景，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。