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高应变信号CAPWAP拟合流程全解
宣布时间:2021-01-18 浏览次数:54278 泉源:银娱优越会

 

● 简介

高应变力传感器,高应变打桩剖析仪

CAPWAP剖析不应该只是盲目地追求盘算曲线与实测曲线差别较小化。。。。。。在拟合剖析的历程中, ,剖析职员应该对每一个参数的选择有充分的熟悉。。。。。。只有所有的模子参数能够形成一个合理的组合, ,这时最低的拟合质量数才可作为权衡拟合效果的标准。。。。。。例如, ,在桩运动速率很是低的情形下(攻击速率低, ,阻力相对较高), ,或者土层是高粘性土或淤泥质粘性土, ,使用很是高的阻尼系数是可以诠释的。。。。。。相反, ,若是桩是打入岩层的, ,那么高阻尼就不太说得通了。。。。。。

自动拟合AC, ,基本上遵照的是推荐的拟合流程, ,不过, ,建议祖先工拟合到一个相对理想的阶段再使用自动拟合。。。。。。然后自动拟合可以对其举行自力的检查优化。。。。。。在CAPWAP2014中, ,是不允许上来就使用AC的, ,要求我们必需通过手动拟合, ,将MQ降低25%之后, ,才可以使用AC。。。。。。最后, ,由于CAPWAP剖析涉及到土壤的非线性行为, ,以及大宗的未知数, ,以是, ,在最先剖析的时间, ,实验多种差别的参数组合, ,再给出最终结论就很主要了(好比, ,端阻力和侧阻力的差别漫衍, ,或者阻尼系数和弹限的转变)。。。。。。别的, ,在输出最终拟合效果之前, ,建议适当调解静阻力值(使用RD或AQRD功效), ,以便抵达较好拟合效果(MQ值较低)。。。。。。

高应变力传感器,高应变打桩剖析仪

 

● CAPWAP中包括的未知数

CAPWAP拟合剖析中, ,需要划分建设桩模子和土模子, ,一样平常桩模子以传感器以下桩长LE为基。。。。。。 ,1米一个单位, ,共Np个桩单位(p即pile);;而土模子则以入土深度LP为基。。。。。。 ,通常2米一个单位, ,共Ns个土单位(s即soil)。。。。。。因此在拟合之前, ,应确保原始数据中LE、LP参数准确输入。。。。。。以是, ,通例剖析包括以下未知数(Ns=桩侧土阻力单位数):

  • 1个极限端阻力值, ,R(Ns+1)
  • 1个桩侧弹限QS+1个桩侧卸载弹限系数CS
  • 1个桩端弹限QT+1个桩端卸载弹限系数CT
  • 1个桩侧阻尼系数SS
  • 1个桩端阻尼系数ST
  • 1个卸载水平系数UN
  • 1个土隙TG
  • 1个桩端阻尼选项OP
  • 1个桩侧阻尼选项SO
  • 1个桩端土塞质量PL

因此, ,正常情形下, ,就有Ns+12个未知数。。。。。。虽然了, ,若是再使用单个单位差别的弹限, ,差别的阻尼值或乘子, ,1-2个特另外桩端阻力值, ,差别的重复加载水平, ,辐射阻尼, ,桩侧土塞, ,桩侧阻尼类型选项, ,以及剩余应力剖析, ,那么未知数的数目又会大大增添。。。。。??K剂康皆鎏碚庑┎问岷芎榱髌缴显鎏砥饰龅牟蝗范ㄐ裕 ,以是建议只有当通例参数都调解了, ,但剖析效果还不睬想的时间再使用这些参数。。。。。。

 

● 剖析办法

举行拟合剖析的时间, ,应遵照以下办法:

1

选择合适的信号

2

检查数据并举行适当的调解

3

建设桩模子(指非匀称桩;;若是是匀称桩, ,则软件自动建设模子)

4

信号拟合, ,获得拟合效果

5

输出拟合效果

6

输出效果诠释

每一个办法都要求仔细剖析并检查。。。。。。鉴于重大的工程情形, ,如锤类型及性能各异, ,桩身尺寸, ,质料, ,施工历程, ,土类型, ,测试的时间及方法都有很大差别, ,因此, ,我们只能或许的总结出一个乐成剖析的框架。。。。。。并且, ,每一次对现实案例的剖析历程, ,都可以为剖析职员提供一次全新的学习履历。。。。。。以下, ,我们会对一些须要的剖析办法举行解说, ,您可以从软件的“HELP”菜单中找到更多的细节信息。。。。。。

 

● 信号的选择

有证据批注, ,信号选择是CAPWAP剖析中主要的一步:若是选择的信号质量有问题(好比偏心严重, ,螺栓松脱, ,标定系数过失, ,电缆问题等), ,或者是难打情形中的低能量信号, ,易打情形中的高能量信号, ,复打中较靠后的信号, ,或者距离打桩竣事太靠前的信号等, ,CAPWAP剖析得出的效果可能都不是我们想要获得的效果。。。。。。

以下, ,我们总结了一些关于信号选择的指导, ,不过, ,我们应该意识到, ,任何指导都不可能面面俱到或者是完善的, ,因而剖析职员自己也要做出一定的判断:

若是平均每锤贯入度低于3mm(锤击数凌驾300锤/米), ,选择能量与力值较高的信号, ,以免泛起低估承载力的情形。。。。。。

若是平均每锤贯入度高于12mm(锤击数低于83锤/米), ,选择锤击能量较低的信号, ,以免高估承载力, ,若是没有这样的信号可以剖析, ,那么拟合的难度势必会增添。。。。。。

关于贯入度在3-10mm之间的情形(100-300锤/米), ,选择平均能量的信号, ,这样可以获得一个平均水平的承载力效果。。。。。。

选择的信号, ,偏心影响应较。。。。。。觳榈ザ赖牧νǖ溃 ,信号中没有毛刺或电子噪音, ,速率曲线归零, ,最终位移即是实测贯入度, ,力信号归零, ,或只有稍微的负值, ,比例性好(桩是匀称桩, ,且传感器装置位置与土阻力施展位置之间的距离的影响也较量大)。。。。。。若是力曲线尾部为正, ,且速率曲线显着归零, ,则批注桩身质料已泛起屈服, ,该信号不可用, ,由于桩身已经不再是线弹性的。。。。。。

在复打测试中, ,应该选择较早的信号;;若是早期的信号能量很低, ,且贯入度也很低, ,那么就需要做一些折中的选择了。。。。。。“第一个高能量锤击”是不错的选择。。。。。。若是测试是在复打较量靠后的阶段举行的, ,由于土阻力恢复而获得的承载力已经重新损失掉了, ,那么可以通过叠加剖析来获得一个相对合理的效果, ,不过这只有在贯入度很低的情形下才可以。。。。。。

初打的后期, ,选择靠后的信号。。。。。。

 

不管什么情形, ,选择数据质量好的信号都是至关主要的, ,若是选择的信号质量欠好, ,可能导致你多花好几个小时的时间去剖析, ,最后照旧不可获得一个很好的拟合效果。。。。。。纵然拟合的效果还不错, ,这个效果也是不可靠的。。。。。。数据质量欠好的情形可能有以下几种:

电子滋扰, ,有可能是电缆损坏, ,或者周围有较量强的发射信号, ,或者有高压线;;

力信号变形, ,可能由于桩头变形过大, ,甚至破损;;

力信号变形, ,由于局部变形, ,或者剪力的影响。。。。。。传感器装置一定要避开钢桩焊接的位置, ,以及混凝土桩讨论的位置;;另外, ,需远离桩身截面尺寸转变的位置;;

由于传感器装置问题导致的力信号或速率信号变形;;

加速率信号过载(好比没有设置桩垫, ,水平向加速很高);;过载的话, ,会导致速率信号在峰值后迅速下降;;

力或者加速率传感器标定系数输入过失。。。。。。

 

以是, ,我们可以通过以下标准来对信号质量举行大致的评估:

力与速率信号比例性好, ,除非桩自己就是非匀称桩, ,或者靠近传感器位置有土阻力作用;;简朴来说就是力与速率曲线在第一个峰值以前一样平常都是重合的, ,若是土阻力施展较早, ,可能会泛起力曲线高于速率曲线的情形;;若是泛起速率曲线高于力曲线的情形, ,则需要检查缘故原由, ,如WS输入是否准确, ,桩顶周围是否保存变截面的情形等等。。。。。。

信号没有高频噪音;;混凝土桩, ,尤其是预应力混凝土管桩的高应变测试信号一样平常高频噪音较。。。。。。 ,虽然, ,这也与是否使用合适的桩垫关系很大;;而钢管桩由于锤与桩之间一样平常不设置垫子, ,以是测试的高应变信号一样平常高频噪音都较量大, ,可以使用软件中FF举行适当滤波。。。。。。

速率信号尾部归零, ,或者在零线周围震荡;;

最终位移与实测贯入度吻合(若是有准确丈量, ,数据信号时长足够), ,若是速率曲线尾部不归零, ,那么应该做适当的调解, ,不过, ,若是信号看起来合理, ,且传感器没有问题, ,则不应该做调解。。。。。。在拟合历程中可能还需要对这些调解举行刷新。。。。。。(注重:若是最终位移与实测贯入度不相等, ,或者实测贯入度是预计值, ,那么不要使用锤击数拟合。。。。。。

力信号尾部归零(或有少许负值)(说明不保存由于混凝土碎裂导致的质料屈服, ,或者传感器滑动)。。。。。。

 

● 数据调解

关于所有的测试来说, ,往往都不可能是完善的, ,而CAPWAP剖析又需要相对准确的数据, ,以是, ,就有可能也有须要对实测的力和速率数据举行一定的调解。。。。。。其他尚有一些参数可能需要调解, ,如标定系数, ,滤波或者平滑, ,时间调解, ,幅值调解等。。。。。。有三个差别的调解是必需要思量的:

01

标定系数在一定规模内调解时可以的。。。。。。由于力和加速率传感器的标定系数总体上保存约莫2%的误差, ,混凝土和钢的质料特征, ,也可能导致标定系数泛起一定的误差。。。。。。以是回放系数RF(Replay Factor)在0.98-1.02之间调解是合理的, ,一样平常不要凌驾0.95-1.05。。。。。。

02

关于很长时间段内的加速率举行积分, ,可能会积累爆发所谓的加速率零漂。。。。。。以是就有须要对加速率零线举行稍微的调解。。。。。。加速率调解可能是最重大的调解了, ,它可能会对拟合历程爆发影响, ,从而也会影响到承载力, ,使用也相对较量频仍。。。。。。不过, ,这个调解很是主要, ,尤其中选择了锤击数拟合的时间。。。。。。相比于桩顶周围实测的加速率值而言, ,这些调解的幅值是很是小的。。。。。。

03

另一个调解, ,时间或者相位调解(PDA中称之为VT), ,就相对没那么主要, ,偏修饰性的调解。。。。。。这个调解的量正常只有一个时间增量的级别(通常1ms以内)。。。。。。调解的标准是使得上行波在速率曲线的第一个峰值处更平滑。。。。。。

一样平常来说, ,我们都建议先差池数据举行调解, ,而只有在拟合历程中明确发明, ,不调解就很难获得好的拟合效果的时间, ,才举行数据调解。。。。。。PDA软件的默认调解一样平常都能得出较量合理的效果。。。。。。

 

● 信号拟合

数据导入, ,举行适当调解, ,建设了准确的桩模子后, ,就可以最先信号拟合了。。。。。。拟合历程必需从左往右举行, ,从锤击最先到信号竣事。。。。。。在拟合刚最先的时间, ,CAPWAP会以凯斯法为基础给出一个承载力值, ,以上行波的形状为基础给出一个起源的阻力漫衍, ,关于短桩来说, ,可能就是三角形漫衍。。。。。。同样, ,CAPWAP也会给出波动方程的一些标准参数, ,如阻尼和弹限。。。。。。

用户需要完成以下事情:

01

关于非匀称桩, ,在PM中输入桩模子, ,条件是桩模子已知, ,关于灌注桩, ,截面积沿着桩长的转变可能是未知的, ,这就需要有履历的剖析职员凭证混凝土浇灌纪录, ,以及土层信息举行判断, ,给出一个合理的模子。。。。。。

02

通过调解单个土单位的阻力以及总阻力, ,来提升第一个2L/C内的拟合效果。。。。。。在输入土阻力值的时间, ,Delta值可以起到辅助作用, ,Delta体现的是每个单位位置, ,盘算的值与实测值的差值。。。。。。

03

关于紧接着2L/C之后的部分, ,调解端阻力和桩端弹限(和/或土隙), ,或者同时调解总阻力和桩端弹限和桩端阻尼参数。。。。。。

04

调解总阻力, ,桩侧和桩端阻尼来优化2L/C之后的曲线, ,然后回到第2步。。。。。。

05

2L/C的位置, ,可以实验选择差别的桩端阻尼类型OP来优化, ,OP通常不是0就是2, ,然后回到第3步。。。。。。

06

关于曲线较量靠后的部分, ,可以通过卸载弹限和卸载参数来举行优化。。。。。。由于这一步也会对曲线前部有影响, ,以是还需要回到第2步, ,再次剖析。。。。。。

07

实验差别的总阻力, ,从第2步最先重新剖析。。。。。。

08

回首一下, ,看是否需要修改桩模子, ,若是需要, ,从第1步最先重新剖析。。。。。。

 

CAPWAP

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若是您在CAPWAP使用和剖析历程中遇到问题, ,接待银娱优越会, ,与我们交流探讨。。。。。。

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