[发明专利]一种在基桩高应变动力检测中测量锤击力的方法及仪器

摘要

本发明涉及基桩高应变动力检测时一种用于测量锤击力的方法及配套仪器，属于土木工程的桩基工程质量检测领域。其利用兼容传统的基桩高应变动力检测方法的扩展型仪器，通过直接测量自由落锤锤体和桩头的加速度，对锤体的加速度信号进行低通滤波，按牛顿第二定律分别计算得到桩顶的锤击力和桩头的惯性力，将桩顶锤击力进行惯性效应修正后得到桩顶以下测量截面处的锤击力。由于落锤加速度信号中的高频干扰和桩头惯性效应只分别与落锤的几何尺寸和桩头的惯性质量有关，与混凝土的材质及应力－应变关系无关，进而提高了混凝土桩的高应变锤击力波信号测试质量和准确度。此外，采用本方法进行灌注桩现场检测时，可适当减小混凝土桩头加固费用和节约桩头开挖时间。

主权项

1、一种基桩高应变检测时测量锤击力波的方法，其特征在于其是通过直接测量落锤锤体和桩头的加速度，对落锤锤体的加速度信号进行低通滤波或陷波，按牛顿第二定律分别计算得到桩顶的锤击力和桩头的惯性力，将桩顶锤击力进行惯性效应修正后得到桩顶以下的测量截面处的锤击力，从而实现锤击力波的测量。其具体步骤为：(1)利用对称安装于锤体上、可测量冲击加速度的传感器，以及和传感器相连的信号采集记录仪器，测量记录落锤自由下落撞击桩顶时在锤体上产生的冲击加速度时间信号ar(t)；(2)针对自由落锤与导向装置发生碰撞或摩擦引起的锤体内纵、横波高频干扰频率的不同，选择滤波截止频率或陷波频率，对加速度信号ar(t)进行低通滤波或陷波；(3)利用公式Fr(t)＝mrar(t)计算得到桩顶锤击力波时程曲线Fr(t)；(4)利用安装在测量截面深度处桩侧表面、可测量冲击加速度的传感器，以及和传感器相连的信号采集记录仪器，测量记录落锤自由下落撞击桩顶时在桩身上产生的冲击加速度时间信号ap(t)；(5)利用未积分的加速度时间信号ap(t)，由公式Fp(t)＝mpap(t)计算桩头惯性力时程曲线Fp(t)；(6)利用公式F(t)＝Fr(t)-Fp(t)进行惯性效应修正，计算得到测量截面处的锤击力时程曲线F(t)。