2012岩土工程师基础知识重点辅导（2）

会计考友

4、深层次的误差——高应变的分析理论
高应变动力试验对实测时域波形的分析处理，主要提供了两种方法：凯司法和实测曲线拟合法，以下作分别论述。
4.1凯司法
凯司法是一种建立在一维应力波理论基础上的具有快速的现场实时结果的高应变动力试桩方法。其误差主要有以下几个方面：
4.1.1理论假定的主要误差
首先，砼是非匀质的弹塑性材料并且桩径越大，与一维弹性体的假定相关愈远。转自:考试网 - [woexam.Com]
其次，动阻力并非只来自于桩尖，尤其是以侧摩阻力为主的摩阻桩或端承摩擦桩，情况更是如此。并且，实验室研究表明：动阻力和桩端运动速度也并非线性相关。
4.1.2设定值的选取误差
①波速的选取
凯斯法求承载力要求桩体内纵波的传播速度值是已知的，波速是关键的，它影响到F和Z两条曲线的匹配性，对于工程桩(钢桩除外)，通常情况下无法预先实测波速值，在桩底反射不明显的情况下，只能靠动测人员根据混凝土强度凭经验选取。而波速和混凝土强度之间并无很好的相关关系，在桩基动测中，波速除与砼本身因素有关外，还和诸如冲击产生的应变量级、桩周土性质、桩身缺陷及至桩长等都有关，这使得波速的选取并非轻易而举。而有些关于动测的资料给出相应于各种强度等级的混凝土波速，一般范围较大。
而即使桩身反射明显，用“上升点一上升点”或“峰一峰”方法判定波速，也可能有10%左右的误差，波速值对力曲线和速度曲线的影响分别是一次方和两次方关系，因而它可能给力曲线带来20%左右的换算误差。
②凯斯阻尼系数Jc
Jc完全是一个没有物理含义的经验系数，Jc的取值不仅和桩尖土的类型有关，还和桩周土情况、桩的材料、桩型等等其他因素有关。Jc的取值是否合理很大程度上依赖于对地质情况的了解和地区性经验，要想准确取得必须通过动静对比分析。美国PDI公司提出了凯斯阻尼系数的建议值和取值范围(此处略)，但国内外已有多种资料提出各地区的Jc取值范围，和PDI公司的并不相同。因此，在缺乏地区性经验条件下盲目地选取或套用Jc值可能将导致很大误差。考试用书
4.2实测曲线拟合法
除了上述凯司法中所述的波速误差的影响外，对实测曲线拟合法还包括其它的误差来源，笔者以为，其误差主要有以下两种：
4.2.1理论模型误差
从理论模型方面，目前的国内外软件均不完善。公认最优秀的CAPWAPC软件并没有考虑土的加工软化和硬化，从而与密实砂、硬粘土、超固结土和灵敏粘土等这一类加工软化性的土和对松砂或正常固结土等这一类加工硬化性的土的本构关系无法作出更好的表述;此外，CAPWAPC软件采取了线性的桩尖缝隙模型，这种模型往往只能反映打入式预制桩的反弹情况。我国编制的曲线拟合程序在静阻模型上已比CAPWAPC有所改进，许多程序在土的静阻模型上已考虑了土的软化、硬化性质。有的程序还采用了非线性的桩尖缝隙模型，可以更好地反映灌注桩在荷载作用下的沉渣压缩过程。但是，在动阻力模型方面，所有的曲线拟合程序采用的均是线性粘滞阻尼模型(除了桩尖可选择Smith阻尼模型外)，这种模型建立的是阻尼力和桩的速度的线性相关关系，但实验室研究表明，阻尼的最大值和速度随时间的变化不是呈线性关系，而Smith阻尼模型虽然体现了一种非线性关系，但在应用中，这种模型与实际情况往往相关更远……