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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:54244 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

资助获取

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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