小应变基本理论和常用方法DOC.docx
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小应变基本理论和常用方法DOC
填空题:
1:
低应变法是采用(低能量瞬态)或(稳态激振)方式在桩顶激振,实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线,通过波动理论分析或频域分析,对桩身完整性进行判定的检测方法。
2:
低应变动力检测方法包括(反射波法)和(机械阻抗法)
3:
低应变动测反射波法是通过分析实测桩顶(速度响应信号)的特征来检测桩身的(完整性),判别桩身(缺陷)位置及影响程度。
4、低应变反射波法、桩身混凝土纵波波速的定义为(C=√(E/ρ));缺陷的深度计算式为(ΔT/2∙C)(均写出表达式即可)。
5:
低应变法的理论基础以(一维线弹性杆件)模型为依据。
因此受检桩的长细比、瞬态激励脉冲有效高频分量的波长与桩的横向尺寸之比均宜大于(5),设计桩身截面宜(基本规则)。
6:
速度导纳是指(响应速度与激励力之比)。
7:
在时域曲线上所显示的动力检测力脉冲波越宽,它的频谱(越窄),(低频成分)越丰富;反之,力脉冲波越窄,其频谱(越宽),(高频成分)越丰富。
8:
桩身缺陷越严重,缺陷处透射波强度越(弱)。
9:
当桩身存在着离析时,波阻抗变化主要表现为(ρ•C)的变化当桩身存着缩径时,波阻抗的变化主要表现为(A)的变化。
10:
某截面受力大小为F,截面积为S,该截面所受平均应力大小为为(F/S)。
11:
弹性模量为E的线弹性体,写出应力、应变间基本关系式(σ=Eє)
12:
当初始入射波F1沿X正向(向下)传播尚未达到阻抗变化界面前,下行波就是(入射波),无(上行波)
13:
初始入射波Fi沿X正向(向下)传播,到达阻抗变化界面将产生(反射和透射)
14:
透射波在截面变化处总是(不)改变方向或符号,且截面缩小处透射波的幅值(大于)入射波。
15:
若在桩顶检测出的反射波速度信号与入射波极性相反,则表明在相应位置截面(扩大)。
16:
虽然波速与混凝土强度二者并不呈一一对应关系,但二者整体趋势上(呈正相关关系)。
17:
声波透射法以超声波的(声速)和(振幅)为主,(频率)和(波形畸变)为辅来判断混凝土的质量。
18:
高应变测桩时,若遇到桩身某截面有缩颈或断裂,则会产生(上行拉伸波),若桩侧某部位土阻力明显增大,会产生(上行压缩波)
选择题:
1:
桩的动测技术中主要采用(A)
A纵波B横波C表面波
2:
机械阻抗法的导纳曲线可计算的特征数据有:
(ABCD)
A 桩的测量长度、导纳几何平均值、理论值 B 桩的动刚度
C 波速 D 一阶谐振频率
3:
一般在各种激振下桩的竖向振动包含了(AD)
A 低频的刚体运动 B 高频的刚体运动
C 低频的波动 D 高频的波动
4:
一根弹性杆的一维纵波速度为3000m/s,当频率为3000Hz的下弦波在该杆中传播时,它的波长为(A)
A1mB9mC1mmD9mm
5:
一根Φ为377mm长18m的沉管桩,低应变动测在时域曲线中反映的桩底反射为12ms,其波速为(B)
A3200m/sB3000m/sC1500m/s
6:
一根Φ为377mm长18m的沉管桩,(同上题工地桩)对实测曲线分析发现有二处等距同相反射,进行频率分析后发现幅频曲线谐振峰间频差为250Hz,其缺陷部位在 (B)
A 4mB6mC8mD12m
7:
桩身缺陷在实测曲线上的表现是(D)
桩身扩径在实测曲线上的表现是(B)
A力值越大,速度值越大 B力值增大,速度值减小
C力值减小,速度值减小 D力值减小,速度值增大
8:
对于应力波反射法,要检测桩身深部缺陷,应选用(BC)材质锤头,它可产生较丰实的(F)信号;欲提高分辨率,应采用高频成分丰富的力波,应选用(D)材质锤头。
A硬橡胶 B木 C尼龙D铁 E高频 F低频 G宽频
9:
桩动测法的波速C指的是(D)
A测点处的波速 B.桩全长的平均波速 C.桩入土深度的平均波速 D.测点下桩长平均波速
10:
满足一维应力波理论的条件是(BD)
Aλ≈D Bλ»DCλ
(λ-波长,D-桩径,L-桩长)
11:
频域分析过程中,深部缺陷和浅部缺陷的频差分别为Δf1和Δf2,则(A)
A Δf2≻Δf1 B Δf2≺Δf1
C Δf2=Δf1 D 不好比较
12:
当桩顶作用于一个正弦激振力时(假设桩材为均匀线弹性),一维应力波理论能适用于桩的前提是(D)。
A桩长度远大于桩径; B激振力波长远大于桩径;
C激振力波长等于桩径; D同时满足A和B。
13:
一根置于地面,两端自由的桩,窄方波入射时,在桩身正中央所记录的入射波幅VI与反射波幅VR间的关系为(A)
AVR≈VIBVR≈-2VI
CVR≈-VIDVR≈2VI
14:
同上题,入射波与反射波的时差为(B)
A2L/CBL/C
C1.5L/CD2.5L/C
15:
一根置于地面,两端自由的桩,方波入射时,桩顶所测的桩底反射波幅VR与入射波幅VI间的关系为(D)
AVr≈VIBVr≈-2VI
CVr≈-VIDVr≈2VI
16:
一维线弹性杆中,质点位移u是位置x和时间t的函数,则某点附近的应变和该点的加速度分别表达为:
(B)
Aәu/әx,әu/әtBәu/әx,ә2u/ә2t
Cә2u/ә2x,әu/әtDә2u/ә2x,ә2u/ә2t
17:
桩长20m,c=4000m/s,两端均为自由,t=0时刻一端受到半正弦力脉冲激励,脉冲力持续时间1ms,则(C)桩任何位置受力均为零。
At=3.0msBt=5.0ms
Ct=5.5msDt=6.0ms
18:
机械阻抗法可用来检测混凝土灌注桩的(AB)
A 判定桩身完整性 B 检测桩身缺陷及其位置
C 估算单桩承载力 D 确定桩的极限荷载
E 区分缺陷类型
19:
桩侧土阻力对应力波传播的影响有哪些方面?
(ACD)
A 导致应力波迅速衰减 B 影响桩身应力波传播速度
C 影响缺陷反射波幅值 D 产生土阻力波
20:
应力波沿桩身传播,其衰减快慢同(ABC)有关
A 桩阻尼 B 土阻尼
C 应力波频率 D 激振能量
21:
下列哪些桩不宜采用反射波法进行低应变完整性检测?
(BCDE)
A C20的素混凝土桩B 桩径1.4m,取样抗压强度5.8MPa的高压旋喷桩
C 水泥土搅拌桩 D 薄壁钢管桩
E 碎石桩 F 桩径1m,桩长15m的人工挖孔桩
22:
为兼顾频域分辨率,按照采样定理应(AD)
A 适当降低采样频率 B 选用较高的采样频率
C 采用较小的采样时间间隔 D 增加采样点数
23:
声波透射法检测时,增大声波频率,有利于(A)
A增强对缺陷的分辨力B延缓声波的衰减
C增大声波的探测距离D提高信号的信噪比
判断题:
1:
纵波、横波可在任何弹性介质中传播。
(×)
2:
瞬态激振应通过现场敲击试验,选择合适重量的激振力锤和锤垫,宜用窄脉冲获取桩底或桩身下部缺陷反射信号。
(×)
3:
对于嵌岩灌注桩,从理论上讲可以用低应变反射波法有效地检测出桩端的嵌岩质量,即在桩端波形呈反向反射时,则认为嵌岩状况良好,反之则认为在桩端处存在低劣混凝土或沉渣的可能性较大,或存在软弱夹层或岩溶孔洞等。
(√)
4:
解一维波动方程式时,杆的自由端的边界条件为u=0,杆的固定端的边界条件为әu/әx=0(其中u为截面位移,x为截面位置)(×)
5:
对公路工程中的大直径基桩,当传感器与激振点间距过大时,测得的波速会大于实际波速,因此相应的缺陷位置的计算深度也会比实际的大。
(√)
6:
因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗相匹配可能会导致实测信号无桩底信号。
(√)
7:
当桩顶受到瞬态脉冲力作用时,激振能量以应力波形式沿桩身传递,当遇到桩身截面波阻抗(ρCA)发生变化时,,将产生反射波和透射波,应力波反射透射的能量大小取决于界面上下的波阻抗ρCA值,并遵守能量守恒定律。
界面上下的波阻抗相差越大,反射波能量就越大,透射波的能量越小。
(√)
8:
对于时域信号,采样频率越高,则采集的数字信号越接近模拟信号,越有利于缺陷位置的准确判定。
(√)
9:
由于桩中应力波速度和混凝土强度密切相关,有定量关系,所以在基桩动测中可用应力波速度计算混凝土强度。
(×)
10:
桩顶受锤击时,应力波沿桩身下行,遇到桩身阻抗增大,会产生上行的压缩波;遇到桩身阻抗减小,则产生上行的拉伸波。
(√)
11:
桩顶受到锤击力时,当遇到桩身有缺损时,在实测曲线上的表现是使力值减少,速度值增大。
(√)
12:
受外力作用的弹性直杆中,应力波传播速度与质点振动速度是有区别的,质点振动速度取决于应力大小,而波速传播速度仅为材料性质的函数。
(√)
13:
桩端下的沉渣越厚则桩端反射波信号越强。
(√)
14:
桩径增大时,桩截面各部位的运动不均匀性也会增加,桩浅部的阻抗变化往往表现出明显的方向性。
(√)
15:
用瞬态激振检验基桩质量通常使用力锤或力棒,根据所需要的带宽和能量(信噪比)要求,可选择不同重量和锤头材质(如钢、铝、硬塑、尼龙、木等)的激振设备。
(√)
16:
纵波、横波和表面波是根据介质质点运动速度和波的传播方向来区分的。
(√)
17:
机械阻抗法可直接测出单桩的承载力。
(×)
18:
在一维弹性杆中,只要有质点的纵向振动,就会有波的纵向传播。
(√)
19:
应力波通过缺陷桩部位会引起质点运动速度幅值的衰减,扩径桩也同样。
(×)
20:
若桩的横向尺寸影响不可忽略,瞬态集中力作用于桩顶时,将在桩顶以下某一深度范内,一维理论的平截面假设不成立,只有减少集中力中的高频成分才能使这一深度缩小。
(×)
21:
波速与混凝土强度等级呈正相关关系,虽不是线形关系,但是一一对应关系。
(×)
22:
应力波反射法和声波投射法所测混凝土的声速,为同一性质的纵波,所以波速相同。
(-)
23:
对同一根桩而言,不论采用何种激振方式,得到的导纳曲线都一样。
(√)
24:
桩土系统受到瞬态冲击激励后的响应不但取决于冲击激励函数的形式,而且取决于桩土系统本身的动力特性,同一系统受到不同激励冲击,其响应是不同的。
(√)
25:
如果桩的实测导纳曲线与正常桩的典型导纳曲线有较大出入,则桩身可能有各种缺陷。
(√)
26:
应力波沿桩身传播时,与桩周土有关,当桩周土土质好时,桩身应力波传播速度快;反之,桩身应力波传播速度慢。
(×)
27:
钻孔灌注桩的混凝土质量密度越大,应力波传播速度越快。
(×)
28:
桩底或缺陷反射波幅值的大小,不仅与桩底或缺陷处的性质及桩周阻力有关,还与手锤激励的频率特性与桩纵向振动的频响特性是否匹配有关。
(√)
计算题:
1:
假设一均质等截面细长混凝土桩,截面积为A,密度为ρ,实验测得当锤击力为F时,对应质点振动速度为v,小应变法测得速度波第一峰与桩底反射波峰间的时间差为ΔT,求桩长。
(ΔT/2*F/(vρA))
2:
有一桩桩长为20m,其混凝土应力波速度为4000m/s,试画出下列情况下的理论时域信号波形。
(均需标明时间和位置)
①完整
②时间t=4ms处广义波阻抗减小
③时间t=2.5ms处广义波阻抗增大
3:
钢筋混凝土应力波C=3800m/s,重度r=25kN/m3,截面A=0.4×0.4㎡,计算混凝土桩的弹性模量E和阻抗Z值(提示:
E=rc2/g,Z=rCA/g)。
(3.68E4MP
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