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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:51838 泉源:尊龙凯时

 

● 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为基础,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为基础,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,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小,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,接待尊龙凯时,与我们交流探讨。

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