[发明专利]虚拟隔离单桩法检测既有结构物下高承台桩完整性的方法

权利要求书

1.虚拟隔离单桩法检测既有结构物下高承台桩完整性的方法，其特征在于包括如下步骤： 

步骤1.数据的采集； 

步骤2.通过虚拟隔离单桩法分析采集到的数据； 

步骤3.判断高承台桩完整性。 

2.如权利要求1所述的虚拟隔离单桩法检测既有结构物下高承台桩完整性的方法，其特征在于步骤1所述的数据的采集具体如下： 

1-1.在受测基桩的地基土之上的桩身选取一定间隔的两个位置作为检测位置，分别为上部位置和下部位置；激振设备通过导线连接至动态数据采集和分析仪；激振设备内置有力传感器，且该力传感器为采样触发器； 

1-2.在上部位置对应的桩侧对称的安装两个加速度传感器，且加速度传感器通过导线连接至动态数据采集和分析仪，在其中一个加速度传感器对应的上部位置处安装激振平台； 

1-3.用激振设备在激振平台上激振，采样触发器被触发后，由两个加速度传感器采集上部位置处的加速度信号，同时激振设备内的力传感器拾取激振力信号，然后将加速度信号和激振力信号p传递给动态数据采集和分析仪进行同步显示和存储； 

1-4.将上部位置对应的桩侧对称安装的两个加速度传感器和激振平台，以同样的方式安装在下部位置，将加速度传感器通过导线连接至动态数据采集和分析仪；然后重复步骤1-3； 

1-5.对上部位置和下部位置采集到的信号的质量进行分析： 

若上部位置或下部位置处，两个加速度传感器采集到的加速信号吻合程度差异较大，则调整激振位置对上部位置或下部位置重复采集；若波形出现异常导致无法判别采样质量好坏，则多次采集并存储。 

3.如权利要求2所述的虚拟隔离单桩法检测既有结构物下高承台桩完整性的方法，其特征在于所述上部位置距承台底面的距离大于1.5m。 

4.如权利要求2所述的虚拟隔离单桩法检测既有结构物下高承台桩完整性 的方法，其特征在于所述激振设备为纵向激振设备、扭转激振设备或横向激振设备。 

5.如权利要求1所述的虚拟隔离单桩法检测既有结构物下高承台桩完整性的方法，其特征在于所述的步骤2通过虚拟隔离单桩法分析采集到的数据，具体如下： 

2-1.将采集的加速度信号积分转换为速度信号v； 

2-2.计算上部位置或下部位置以下桩段顶阻抗函数； 

根据在上部位置和下部位置分别激振采集的速度信号v和激振力信号p，计算得到相应检测位置的实测阻抗函数： 

其中，DFT表示离散傅里叶变换； 

根据上部位置和下部位置处的实测阻抗函数，计算上部位置和下部位置以下桩段顶阻抗函数： 

其中，Z₁(ω)为上部位置处的实测阻抗函数；Z₂(ω)为下部位置处的实测阻抗函数；为上部位置以下桩段顶阻抗函数；为下部位置以下桩段顶阻抗函数；为上部位置以上桩段及上部结构在上部位置处的阻抗函数；为下部位置以上桩段及上部结构在下部位置处的阻抗函数；Z为上部位置和下部位置之间桩段的截面力学阻抗；L为上部位置和下部位置的距离；C为上部位置和下部位置之间桩段的一维纵向应力波传播速度；ω为圆频率；i为虚数单位； 

2-3.计算检测位置以下桩段顶的速度导纳和其在模拟半正弦脉冲激振力激 振后得到的反射波曲线； 

2-3-1.通过步骤2-2得到的和分别计算上部位置和下部位置以下桩段顶的速度导纳； 

2-3-2.获取检测位置以下桩段顶在模拟半正弦脉冲激振力激振后得到的反射波曲线； 

分别根据上部位置和下部位置以下桩段顶速度导纳，计算上部位置和下部位置以下桩段顶在模拟半正弦脉冲激振力激振后得到的反射波曲线： 

反射波曲线=IDFT[速度导纳×FT(模拟半正弦脉冲激振力)] 

其中，IDFT表示离散傅里叶逆变换，FT表示傅里叶变换。 

6.如权利要求1所述的虚拟隔离单桩法检测既有结构物下高承台桩完整性的方法，其特征在于步骤3所述的判断高承台桩完整性，具体如下： 

通过速度导纳根据机械阻抗法判定高承台桩检测位置以下桩身的完整性；或通过反射波曲线根据反射波法判定高承台桩检测位置以下桩身的完整性。