摘要：隨著世界科技的全面發(fā)展，以及工程項目建設(shè)工作對于技術(shù)要求的不斷提高，積極研究和探索新型施工與檢測技術(shù)也就成為影響工程項目建設(shè)行業(yè)發(fā)展前景與空間的關(guān)鍵性因素之一了，樁基應(yīng)力波檢測的現(xiàn)代樁基工程項目檢測中使用的主要技術(shù)形式之一，其具有數(shù)據(jù)真實、準(zhǔn)確、具體等特點，已經(jīng)得到廣泛的推廣與應(yīng)用。本文僅就樁基應(yīng)力波檢測的發(fā)展和應(yīng)用作以簡要的分析，力求全面促進我國樁基應(yīng)力波檢測技術(shù)的進步創(chuàng)新與科學(xué)發(fā)展。
　　關(guān)鍵詞：樁基；應(yīng)力波；檢測；發(fā)展；應(yīng)用
　　一、 樁基應(yīng)力波檢測的基本原理
　　目前，我國一些大型水利、建筑、橋梁工程項目建設(shè)過程中，都需要修筑大
　　直徑樁基，其目的是全面保障工程項目的整體強度和抗震能力等基本性能的實現(xiàn)。樁基部分的施工質(zhì)量與進度，直接關(guān)系到整體工程項目建設(shè)的步伐和質(zhì)量保障。樁基應(yīng)力波檢測是現(xiàn)代化的工程檢測手段與方法之一，在樁基施工中發(fā)揮了重要的作用與意義。
　　樁基應(yīng)力波的非電量電測系統(tǒng)主要由三部分組成：傳感器、數(shù)據(jù)采集儀和筆記本式計算機，加速度計和應(yīng)變傳感器分別將樁頂加速度和壓力轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號。數(shù)據(jù)采集儀是將傳感器輸出的電信號進行放大、濾波等處理后，通過模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬信號變換為數(shù)字信號，然后輸入到計算機中。計算機可以很容易地對數(shù)字信號進行各種處理和計算分析，還可以將檢測數(shù)據(jù)和分析結(jié)果永久保存在磁盤中。通過數(shù)字—模擬轉(zhuǎn)換器可重建模擬信號，并可顯示在屏幕上。
　　樁基應(yīng)力波檢測主要是指通過利用專門的儀器和設(shè)備，繽紛結(jié)合驗和計算分析求得被檢測的值。檢測實質(zhì)上是個比較過程，就是將被檢測與特定的標(biāo)準(zhǔn)量進行比較，獲取相對的比值。樁頂?shù)募铀俣群蛪毫Χ际欠请娏康模�而檢測它們均是通過電子檢測裝置完成的，故稱之為非電量電測。把持測的非電量，通過一些器件或裝置，轉(zhuǎn)變成相關(guān)的電信號，然后利用電子檢測裝置檢測該電信號，最終獲得被測的非電量值。
　　二、樁基應(yīng)力波檢測的發(fā)展
　　從世界建筑行業(yè)工程檢測技術(shù)發(fā)展歷程來看，樁基應(yīng)力波檢測技術(shù)是在20
　　世紀(jì)60年代左右才正式進入理論研究與實際試驗階段的，距今僅有40余年的發(fā)展歷史。樁基應(yīng)力波檢測的發(fā)展尚處于進一步研究和探索的關(guān)鍵時期，需要得到相關(guān)專家、學(xué)者，以及具有豐富工作經(jīng)驗的技術(shù)人員共同參與其中。
　　1966年，美國芝加哥市的兩座高層建筑物基礎(chǔ)的墩基出了問題，要求提供一種檢驗已澆注墩基的可靠方法。Baker和Khan提出了8種檢測墩基缺陷的可能方法，其中提到3種不同的地震波及波速測量方法，但認(rèn)為地震波法經(jīng)驗有限，結(jié)果還是不肯定的。
　　從1964年至1975年的12年間，美國Case技術(shù)學(xué)院Goble領(lǐng)導(dǎo)的研究小組進行了樁基應(yīng)力波檢測技術(shù)和理論分析的系統(tǒng)研究，取得了豐碩的成果。在測量技術(shù)方面，這個小組改進了應(yīng)變測量技術(shù)，設(shè)計了可重復(fù)使用的應(yīng)變傳感器。采用模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，利用計算機方便地存儲和處理測量數(shù)據(jù)，完善了力和速度的測量系統(tǒng)。
　　早在1979年，Rausche等人就提出可以來用Case試驗方法來檢測樁的完整性。他們引入了一個定量描述樁身中缺陷的完整性因子——樁身缺陷處下部和上部波阻抗之比。用這個指標(biāo)可以對樁身中缺陷處損壞的嚴(yán)重程度進行分類。他們還給出了計算這個因子的一種方法，后來將確定承載力的CAPWAP法用于低應(yīng)變試驗結(jié)果的分析，提出了一個樁完整性分析的信號擬合方法，稱為PITWAP法。這個方法以樁測量的力或假設(shè)的力作為輸入數(shù)據(jù)計算樁頂?shù)乃俣龋�并將它與測量值進行比較。
　　應(yīng)力波理論在樁基上的應(yīng)用研究是在基礎(chǔ)工程需要的推動下發(fā)展起來的。一開始它就與工程實踐緊密結(jié)合，以應(yīng)力波理論為基礎(chǔ)，在計算機、數(shù)值計算方法、傳感器和數(shù)據(jù)采集等發(fā)展所提供的條件下，現(xiàn)已發(fā)展成為一項高技術(shù)。經(jīng)過近40年在理論和測量技術(shù)上的發(fā)展和大量的工程實踐，該項技術(shù)日趨成熟，為建筑物基礎(chǔ)檢測提供了快速、無損、經(jīng)濟、可靠的方法，在基礎(chǔ)工程中發(fā)揮了越來越重要的作用。
　　二、 樁基應(yīng)力波檢測的應(yīng)用
　　隨著樁基應(yīng)力波檢測技術(shù)的不斷提升，以及實踐經(jīng)驗的深入積累，其在樁基檢測工作中的應(yīng)用是越來越廣泛了，已被推廣到世界各國的樁基施工作業(yè)中，并取得了良好的效果與成績。樁基應(yīng)力波檢測的應(yīng)用為現(xiàn)代工程項目樁基部分檢測提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)和準(zhǔn)確性的保障，也是現(xiàn)代工程檢測技術(shù)全面、創(chuàng)新、科學(xué)發(fā)展的重要體現(xiàn)之一。
　　在樁基應(yīng)力波檢測的應(yīng)用過程中，當(dāng)樁頂測得的回波信息，正是由樁土之間摩擦力激發(fā)出來的。根據(jù)在樁頂連續(xù)測得的質(zhì)點速度和壓力時程曲線來反演各土層的阻力和相應(yīng)的土性參數(shù)是個典型的多參數(shù)、多波源反問題。在對樁頂回波響應(yīng)與土阻力之間內(nèi)在關(guān)系的分析基礎(chǔ)上，北京建筑大學(xué)教授王靖濤先生提出了一個半解析半數(shù)值的反演方法，開辟了一條特征線法逐步積分與局部迭代相結(jié)合的反演途徑，給出了一套土性參數(shù)新的調(diào)整方法。他所得到的WANG—PCP程序的輸入數(shù)據(jù)仍是高應(yīng)變試驗中測得的樁頂壓力和速度曲線的結(jié)果，與CAPWAP法得到的結(jié)果相同。
　　當(dāng)今各種波探測技術(shù)的理論基礎(chǔ)均屬波傳播反問題范疇。樁基應(yīng)力波檢測的應(yīng)用也不例外，它的理論基礎(chǔ)也是波傳播反問題理論。波傳播反問題是指利用在物體表面測得的波動響應(yīng)后，反過來推斷物體內(nèi)部波源或介質(zhì)的物理力學(xué)性態(tài)。是反問題中應(yīng)用最廣泛的一類。它包括兩大類：一是介質(zhì)反問題。二是波源反問題。前者對已知刺激從波的邊界響應(yīng)推斷介質(zhì)的物理力學(xué)性狀，一般表現(xiàn)為反演波動方程系數(shù)。后者是對已知介質(zhì)從測量得到的邊界數(shù)據(jù)確定發(fā)射波源的性質(zhì)，表現(xiàn)為控制方程的力源項反演。樁基完整性檢測屬于介質(zhì)反問題，而樁基承載力確定屬于波源反問題。基于波傳播反問題理論。
　　近幾年來，樁基應(yīng)力波檢測的應(yīng)用模式與方法又得到了進一步的改進，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法已引入土性參數(shù)調(diào)整過程中，實現(xiàn)了樁周土性參數(shù)調(diào)整的自動化。這更便于工程技術(shù)人員的使用。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力，通過在某一地區(qū)的工程應(yīng)用，它的計算精度可以不斷提高。在低應(yīng)變試驗中，僅測量樁頂?shù)馁|(zhì)點加速度時程曲線。從波傳播反問題理論分析可知，欲反演出樁中某些截面的波阻抗變化，僅知道樁頂速度響應(yīng)是不夠的。由于邊界條件不足，這個反演問題是“欠定”的，為此必須補充一定的條件。王靖濤提出了一個樁基完整定量分析方法，通過波傳播的分析、給出了一個近似的補充條件，然后直接反演波動方程的系數(shù)。這種方法比較簡單，可在現(xiàn)場對試驗數(shù)據(jù)進行實時處理。應(yīng)力波理論在沉樁能力分析、打樁系統(tǒng)的性能分析和打樁監(jiān)測等方面還有許多重要的應(yīng)用，這里就不一一列舉了。
　　
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