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在役高桩梁板式码头桩基完整性快速无检测定方法研究
| 论文题名： | 在役高桩梁板式码头桩基完整性快速无检测定方法研究 |
| 关键词： | 高桩码头;桩基检测;双速度法;数值模拟;现场试验;相干函数 |
| 摘要： | 梁板式高桩码头作为最重要的码头结构形式之一，广泛地应用于我国沿海各港口。码头在使用的过程中由于台风、海水侵蚀等自然因素和运输工具超载，船舶碰撞等人为因素，每年都会造成大量桩基受损的情况。 高桩码头桩上部包含的桩帽，纵横梁，面板等结构给桩基完整性检测带来了相当大的困难，使传统的单桩检测方法效果不尽如人意。针对于高桩码头桩基数目众多，桩身大部分在水面以下，桩顶嵌固等结构特点，找到有效的快速无损检测方法成为亟待解决的工程问题。 本文在深入了解国内外桩基检测研究成果的基础上，详细分析每种方法的适用性。运用有限元数值模拟和对测量数据进行编程处理，结合现场实测，检验了双速度法的可行性。对相干函数法做出了初步探讨。本文的主要研究工作包括以下几个方面： (1)在查阅、整理大量国内外现有检测方法的基础上，了解动测法的发展历程。对于低应变反射波法的改进研究中提到的双速度法、横波法、超震波法、纵阻抗剖分析法等改进方法和基于结构动力特性的其他方法进行总结，详细分析每种方法的优缺点及其应用于高桩梁板式码头桩基完整性检测上的可行性，对目前这一领域的研究现状做较为全面的综述。 (2)鉴于“双速度法”可有效减少多层上部结构产生的次生反射波的干扰的特点，采用ANSYS-DYNA显式分析软件，建立考虑土体和上部结构的梁板式高桩码头有限元分析模型，通过数值模拟的手段研究不同激振点、不同缺陷位置、不同缺陷形式情况下，采用双速度法进行高桩码头桩基完整性检测的有效性。 (3)联系专业检测机构，在天津港某典型高桩码头结构段使用目前世界上最先进的PIT(Pile Integrity Test)双通道测试仪器，开展双速度法的现场试验。实测结果与数值模拟结果相吻合，表明双速度法用于桩顶有上部结构的高桩码头桩身完整性检测是可行的。 (4)“相干函数”法基于结构的损伤将引起动力特性发生变化这一原理，借助实测信号计算桩基与上部结构之间的相干函数识别缺陷，可实现多根桩同时测量。通过建立多层土体上包含叉桩的实际码头结构数值模型，计算桩身完整和存在局部损伤情况下的自振频率及振型，对比说明将相干函数作为高桩码头桩基完整性损伤指标的优越性。继而在多榀排架数值模型上测试，可清楚发现不同位置处不同程度的损伤，验证了“相干函数”法的可行性。 |
| 作者： | 邵帅 |
| 专业： | 水利工程;港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 及春宁;王元战 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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