[发明专利]土木工程结构地基约束能力动态检测方法及装置

摘要

本发明公开了一种土木工程结构地基约束能力动态检测方法及装置，它通过采集地基未加载和两次加载时所测得的自振基频经过代入相应的计算公式中求出地基的三个约束刚度系数，为准确判断地基的运行情况提供了一手数据，解决了已建成地基约束能力的测量难题，具有方便、准确、高效的特点。

主权项

1、一种土木工程结构地基约束能力动态检测方法，其特征是它包括以下步骤：第一步：在被检测结构上设置传感器为数据采集作准备；第二步：利用设置的传感器采集被测结构环境振动响应，并进行傅里叶即FFT分析，得到结构的自振基频ω1，0，此时被测结构上部的质量假设为M0；第三步：在被测结构上进行第一次加载，此时结构上部的质量假设为M1；采集此时被测结构的环境振动响应，并进行傅里叶变换即FFT分析，得到被测结构的第一次加载时的自振基频ω1，1；第四步：在被测结构上进行第二次加载，此时被测结构上部的质量假设为M2；采集此时被测结构的环境振动响应，并进行傅里叶变换即FFT分析，得到结构的第二次加载时的自振基频ω1，2；第五步：将三次测得自振基频ω1，0、第一次加载时的自振基频ω1，1、第二次加载时的自振基频ω1，2以及被测结构的自身质量、刚度、材料性能参数输入以下三个联立公式中，即可计算出结构的平动约束刚度k1、转动约束刚度k2和竖向约束刚度k3，为被测结构地基安全监测提供计算所需的依据：式中：JR——被测结构的转动惯量；JM0、JM1、JM2——分别为被测结构上部的初始质量、第一次加载后、第二次加载后上部的质量对被测结构底部的转动惯量；A、l——被测结构的水平截面的截面积和计算长度；m——被测结构质量；E——结构材料的弹性模量；α，β分别为只和被测结构自身材料有关的系数，由下式计算所得：式中EI为被测结构的弯曲刚度，g为重力加速度，G为被测结构的剪切刚度，r为被测结构的重量密度，1/k′为剪切应力的分布系数，矩形截面k′＝5/6，圆形截面k′＝9/10。