低应变反射波桩基检测仿真分析

谷学倩

（大连金普新区农业农村发展服务中心，辽宁大连 116000）

0 引言

桩基缺陷是目前影响其性能的重要因素，由于施工、操作差异、成型环境及材料质量的不同，常常导致桩基内部出现断桩、扩颈、缩径等缺陷，将严重影响建筑物的安全及使用。低应变反射波法是工程上使用较为频繁的检测方法，如何准确获取复杂地质条件下，桩基缺陷的声波特征，成为提高桩基检测准确性的关键问题；因此，建立合理的仿真模型，准确模拟不同的地址条件下桩基缺陷的声波特征，获取激振频率、基桩参数、地质状况等对低应变反射波的传输效果，建立低应变反射波桩基检测的数值模型十分必要。

本文为建立桩基—锤碰撞低应变反射波的波形特性，基于现场试验，结合ANSYS 仿真方法，建立LS-DYNA 的数值理论模型，研究不同击锤材质，不同缺陷等对桩基声波特性（频率、波速、波形）的影响规律，通过数值和试验结合。建立准确的桩基检测模型，为工程中获取桩基缺陷，保证建筑工程的安全，提供试验及理论支撑。

1 仿真模型分析

1.1 模型建立

数值模型中击锤与桩基材料参数见表1。

表1 ANSYS 模拟中锤与桩材料参数

1.2 模型尺寸及网格划分

模型桩长2.1，桩径0.4m，桩周土层厚度2.0m，桩底土层厚度取4.0m；手锤直径0.05m，高0.1m 的圆柱。低应变反射波法检测时，在桩顶施加激振力，桩处于线弹性变形阶段，所以可以将材料模型定义为线弹性。通常混凝土为C30，弹性模量为E=3.0e10Pa，泊松比D=0.17，密度ρ=2400kg/m3。在后文中将会对手锤的材料参数作具体介绍。……