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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：48700 来源：尊龙凯时人生就是博

 

● 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 ，剖析人员应该对每一个参数的选择有充分的认识。只有所有的模型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 ，在桩运动速度很是低的情况下（攻击速度低 ，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解释的。相反 ，如果桩是打入岩层的 ，那么高阻尼就不太说得通了。

自动拟合AC ，基本上遵循的是推荐的拟合流程 ，不过 ，建议先人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进行独立的检查优化。在CAPWAP2014中 ，是不允许上来就使用AC的 ，要求我们必须通过手动拟合 ，将MQ降低25%之后 ，才可以使用AC。最后 ，因为CAPWAP剖析涉及到土壤的非线性行为 ，以及大宗的未知数 ，所以 ，在开始剖析的时候 ，实验多种差别的参数组合 ，再给出最终结论就很重要了（好比 ，端阻力和侧阻力的差别漫衍 ，或者阻尼系数和弹限的变革）。别的 ，在输出最终拟合结果之前 ，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 ，需要划分建立桩模型和土模型 ，一般桩模型以传感器以下桩长LE为基础 ，1米一个单位 ，共Np个桩单位（p即pile） ；而土模型则以入土深度LP为基础 ，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参数正确输入。所以 ，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 ，正常情况下 ，就有Ns+12个未知数。虽然了 ，如果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 ，那么未知数的数量又会大大增加�？悸堑皆黾诱庑┎问岷芎榱髌缴显黾悠饰龅牟蝗范ㄐ� ，所以建议只有当通例参数都调解了 ，但剖析结果还不睬想的时候再使用这些参数。

 

● 剖析办法

进行拟合剖析的时候 ，应遵循以下办法：

1

选择合适的信号

2

检查数据并进行适当的调解

3

建立桩模型（指非均匀桩 ；如果是均匀桩 ，则软件自动建立模型）

4

信号拟合 ，获得拟合结果

5

输出拟合结果

6

输出结果解释

每一个办法都要求仔细剖析并检查。鉴于庞大的工程情况 ，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因素析的框架。并且 ，每一次对实际案例的剖析历程 ，都可以为剖析人员提供一次全新的学习经验。以下 ，我们会对一些须要的剖析办法进行讲解 ，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

有证据标明 ，信号选择是CAPWAP剖析中重要的一步：如果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） ，或者是难打情况中的低能量信号 ，易打情况中的高能量信号 ，复打中较靠后的信号 ，或者距离打桩结束太靠前的信号等 ，CAPWAP剖析得出的结果可能都不是我们想要获得的结果。

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美的 ，因而剖析人员自己也要做出一定的判断：

如果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况。

如果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 ，如果没有这样的信号可以剖析 ，那么拟合的难度势必会增加。

关于贯入度在3-10mm之间的情况（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结果。

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 ，速度曲线归零 ，最终位移即是实测贯入度 ，力信号归零 ，或只有轻微的负值 ，比例性好（桩是均匀桩 ，且传感器装置位置与土阻力发挥位置之间的距离的影响也比较大）。如果力曲线尾部为正 ，且速度曲线明显归零 ，则标明桩身质料已泛起屈服 ，该信号不可用 ，因为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 ；如果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。如果测试是在复打比较靠后的阶段进行的 ，因为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结果 ，不过这只有在贯入度很低的情况下才可以。

初打的后期 ，选择靠后的信号。

 

不管什么情况 ，选择数据质量好的信号都是至关重要的 ，如果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结果。纵然拟合的结果还不错 ，这个结果也是不可靠的。数据质量欠好的情况可能有以下几种：

电子滋扰 ，有可能是电缆损坏 ，或者四周有比较强的发射信号 ，或者有高压线 ；

力信号变形 ，可能由于桩头变形过大 ，甚至破坏 ；

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 ，以及混凝土桩接头的位置 ；另外 ，需远离桩身截面尺寸变革的位置 ；

因为传感器装置问题导致的力信号或速度信号变形 ；

加速度信号过载（好比没有设置桩垫 ，水平向加速很高） ；过载的话 ，会导致速度信号在峰值后迅速下降 ；

力或者加速度传感器标定系数输入过失。

 

所以 ，我们可以通过以下标准来对信号质量进行大致的评估：

力与速度信号比例性好 ，除非桩自己就是非均匀桩 ，或者靠近传感器位置有土阻力作用 ；简单来说就是力与速度曲线在第一个峰值以前一般都是重合的 ，如果土阻力发挥较早 ，可能会泛起力曲线高于速度曲线的情况 ；如果泛起速度曲线高于力曲线的情况 ，则需要检查原因 ，如WS输入是否正确 ，桩顶四周是否保存变截面的情况等等。

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般高频噪音较小 ，虽然 ，这也与是否使用合适的桩垫关系很大 ；而钢管桩因为锤与桩之间一般不设置垫子 ，所以测试的高应变信号一般高频噪音都比较大 ，可以使用软件中FF进行适当滤波。

速度信号尾部归零 ，或者在零线四周震荡 ；

最终位移与实测贯入度吻合（如果有精确丈量 ，数据信号时长足够） ，如果速度曲线尾部不归零 ，那么应该做适当的调解 ，不过 ，如果信号看起来合理 ，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进行革新。（注意：如果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）（说明不保存因为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 ，往往都不可能是完美的 ，而CAPWAP剖析又需要相对精确的数据 ，所以 ，就有可能也有须要对实测的力和速度数据进行一定的调解。其他另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须要考虑的：

01

标定系数在一定规模内调解时可以的。因为力和加速度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性 ，也可能导致标定系数泛起一定的误差。所以回放系数RF（Replay Factor）在0.98-1.02之间调解是合理的 ，一般不要凌驾0.95-1.05。

02

关于很长时间段内的加速度进行积分 ，可能会积累爆发所谓的加速度零漂。所以就有须要对加速度零线进行轻微的调解。加速度调解可能是最庞大的调解了 ，它可能会对拟合历程爆发影响 ，从而也会影响到承载力 ，使用也相比照较频繁。不过 ，这个调解很是重要 ，尤其中选择了锤击数拟合的时候。相比于桩顶四周实测的加速度值而言 ，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） ，就相对没那么重要 ，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度曲线的第一个峰值处更平滑。

一般来说 ，我们都建议先差池数据进行调解 ，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结果的时候 ，才进行数据调解。PDA软件的默认调解一般都能得出比较合理的结果。

 

● 信号拟合

数据导入 ，进行适当调解 ，建立了正确的桩模型后 ，就可以开始信号拟合了。拟合历程必须从左往右进行 ，从锤击开始到信号结束。在拟合刚开始的时候 ，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开端的阻力漫衍 ，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

关于非均匀桩 ，在PM中输入桩模型 ，前提是桩模型已知 ，关于灌注桩 ，截面积沿着桩长的变革可能是未知的 ，这就需要有经验的剖析人员凭据混凝土浇灌纪录 ，以及土层信息进行判断 ，给出一个合理的模型。

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候 ，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

关于曲线比较靠后的部分 ，可以通过卸载弹限和卸载参数来进行优化。因为这一步也会对曲线前部有影响 ，所以还需要回到第2步 ，再次剖析。

07

实验差别的总阻力 ，从第2步开始重新剖析。

08

回首一下 ，看是否需要修改桩模型 ，如果需要 ，从第1步开始重新剖析。

 

CAPWAP

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如果您在CAPWAP使用和剖析历程中遇到问题 ，接待尊龙凯时人生就是博 ，与我们交流探讨。

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