基于三維導(dǎo)波理論的碼頭樁基無(wú)損檢測(cè)方法的數(shù)值模擬研究.pdf

1、碼頭樁基作為碼頭上部結(jié)構(gòu)的支撐結(jié)構(gòu),對(duì)于碼頭的安全和穩(wěn)固至關(guān)重要。由于受到多種因素的不利影響,碼頭樁基可能出現(xiàn)斷裂、縮頸及擴(kuò)徑等質(zhì)量隱患。所以,碼頭樁基的完整性無(wú)損檢測(cè)是一項(xiàng)十分重要的工作。
　　 但是,碼頭樁基完整性無(wú)損檢測(cè)遠(yuǎn)比單樁完整性無(wú)損檢測(cè)復(fù)雜。尤其對(duì)樁頂與上部結(jié)構(gòu)固連為一體的碼頭樁基的無(wú)損檢測(cè),因?yàn)槭艿缴喜拷Y(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈干擾,其完整性更是難以判斷。正是由于碼頭樁基完整性無(wú)損檢測(cè)的獨(dú)特性和復(fù)雜性,使其成為世界性的檢測(cè)難題,至

2、今仍未找到理想的解決方法。
　　 本文將碼頭樁基分為獨(dú)立樁、樁頂固連樁及樁頂非固連樁等三種類型,綜合運(yùn)用三維導(dǎo)波理論、樁基動(dòng)測(cè)技術(shù)、小波分析及有限元模擬,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,對(duì)碼頭樁基的無(wú)損檢測(cè)開展了一系列的研究工作,主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 1建立考慮梁板影響的多種條件下的碼頭樁基有限元仿真模型,并對(duì)其進(jìn)行縱波檢測(cè)仿真研究,得出對(duì)滿足波長(zhǎng)樁徑比λ/R≥10的碼頭獨(dú)立樁和樁頂非固連的碼頭樁基的縱波無(wú)損檢測(cè),可參考單樁檢測(cè)的

3、規(guī)律;但樁頂固連的碼頭樁基的縱波無(wú)損檢測(cè)波形復(fù)雜難辨。
　　 2論文提出了一種針對(duì)樁頂固連的碼頭樁基的縱波無(wú)損檢測(cè)的新方法。并通過模擬曲線和實(shí)測(cè)曲線的較好擬合,表明數(shù)值模擬和檢測(cè)方法是可靠的,對(duì)提高碼頭樁基檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性具有較重要意義。
　　 3首次對(duì)多種類型的碼頭樁基的橫波檢測(cè)進(jìn)行數(shù)值模擬研究。發(fā)現(xiàn)橫波檢測(cè)可以有效地避開上部結(jié)構(gòu)的干擾,檢測(cè)信號(hào)可以直接反映樁身完整型,但受樁周土的干擾較大,反射波衰減快。
　　

4、 4在結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的前提下,對(duì)比了碼頭樁基的縱波檢測(cè)和橫波檢測(cè)的波形、波速、衰減幅度、加載方式、缺陷敏感度和檢測(cè)精確度,指出了兩者在碼頭樁基檢測(cè)中的優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)而建議將兩者結(jié)合起來(lái)進(jìn)行碼頭樁基的完整性無(wú)損檢測(cè)的觀點(diǎn),并通過工程實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 5從多個(gè)方面對(duì)碼頭樁基反射波的三維效應(yīng)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)總是在檢測(cè)信號(hào)中產(chǎn)生三維干擾,并且隨著樁徑的增大,三維效應(yīng)會(huì)越明顯;相反,降低激振頻率和多點(diǎn)接收信號(hào)對(duì)減小三維效應(yīng)有益。