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绪论1

一、桩基应力波检测理论的发展和应用1

二、今后发展的几个问题5

第一章 土和岩石分类及工程特性8

1.1 土和岩石分类8

1.1.1 土的分类8

1.1.2 岩石的分类8

1.2 土和岩石的物理力学性质10

1.2.1 粘性土的物理性质10

1.2.2 土的渗透性11

1.2.3 土的固结与压缩11

1.2.4 土的抗剪强度12

1.2.5 岩体的力学特性13

第二章 岩土的本构关系模型15

2.1 增量弹塑性理论15

2.2 流变模型19

2.2.1 基本的流变元件19

2.2.2 组合流变模型20

2.2.3 土的蠕变23

2.2.4 土的长期强度23

第三章 现场勘察25

3.1 目的和局限性25

3.2 地质构造、地形地貌和水文地质条件25

3.2.1 地质构造25

3.2.2 地形地貌26

3.2.3 水文地质条件26

3.3 勘察内容26

3.4 勘察方法27

3.4.1 工程地质测绘与调查27

3.4.2 勘探27

3.4.3 测试工作29

3.5 地基勘察报告29

第四章 桩基础31

4.1 桩的类型31

4.1.1 排土桩32

4.1.2 非排土桩32

4.2 桩荷载传递机理33

4.3 负摩阻力35

4.4 单桩竖向承载力的确定37

4.4.1 静载荷试验方法37

4.4.2 试验设备37

4.4.3 试验方法38

4.5 桩基施工中的一些问题41

4.5.1 打入桩42

4.5.2 灌注桩42

第五章 应力波理论基础45

5.1 振动45

5.1.1 质量-弹簧系统的自由振动45

5.1.2 质量-弹簧系统的强迫振动46

5.1.3 阻尼自由振动47

5.1.4 阻尼强迫振动50

5.2 应力波51

5.2.1 概述51

5.2.2 谐波52

5.2.3 Fourier变换和信号频谱53

5.3 长杆中的纵波59

5.3.1 控制方程59

5.3.2 杆中谐波60

5.3.3 达朗倍尔解60

5.3.4 谐波的能流62

5.4 波在边界上的反射和透射63

5.4.1 固定端和自由端的反射63

5.4.2 波在间断面上的反射和透射64

5.5 有限长杆中的波66

5.6 杆纵向撞击67

5.6.1 两个杆的纵向碰撞67

5.6.2 刚体与杆的碰撞68

5.6.3 弹性球与杆的碰撞71

5.7 杆中波的弥散72

5.7.1 变截面的杆72

5.7.2 横向惯性效应75

5.7.3 弥散介质中的脉冲传播78

5.8 无限弹性介质中的应力波80

5.9 表面波83

5.10 波在两种介质分界面上的反射和折射87

5.10.1 波在自由表面上的反射87

5.10.2 在两种介质分界面上的反射和折射90

5.11 在流体饱和多孔固体中弹性波的传播93

5.11.1 流体饱和多孔固体的应力-应变关系93

5.11.2 无耗散动力关系95

5.11.3 弹性波的传播方程97

5.11.4 弹性波的性质98

5.11.5 有耗散的传播方程100

5.11.6 波的衰减101

5.12 应力波在非弹性介质中的传播103

5.12.1 内摩擦机理104

5.12.2 内摩擦的度量105

5.12.3 粘弹性介质中的应力波107

第六章 波传播的反问题理论110

6.1 反问题的一般描述110

6.1.1 模型空间110

6.1.2 数据空间111

6.2 反问题的适定性111

6.3 岩土工程中波传播反问题113

6.3.1 波传播的反问题113

6.3.2 岩土工程中的应用113

6.4 一维波动方程的系数反演116

6.4.1 一维波动方程系数反问题的提法116

6.4.2 一维波动方程系数反演方法118

6.5 波源反问题123

6.6 Born摄动法128

6.6.1 Born近似128

6.6.2 频域上的反演130

第七章 单桩承载力及土性参数的反演134

7.1 Smith法134

7.1.1 力学模型134

7.1.2 数值计算136

7.1.3 Smith法的应用与发展138

7.2 Case法141

7.2.1 基本公式141

7.2.2 承载力的计算143

7.2.3 锤击能量与桩身应力145

7.2.4 土阻力公式的另一个推导方法146

7.3 CAPWAP法147

7.3.1 力学模型148

7.3.2 土阻力的确定150

7.3.3 CAPWAP法的应用与改进151

7.4 WANG-PCP法153

7.4.1 模型参数和数据参数153

7.4.2 反演方法155

7.4.3 土阻力波的动力光弹性实验157

7.4.4 工程应用157

7.5 WANG-PCPN法163

7.5.1 人工神经网络模型163

7.5.2 网络的建立与训练166

7.5.3 应用实例167

第八章 桩基完整性检测169

8.1 声脉冲反射波法169

8.2 测量结果的解释与分析171

8.3 WANG-PIP法181

8.3.1 波阻抗的反演181

8.3.2 试验验证182

8.4 低应变法的局限性184

第九章 桩基应力波检测的试验方法和技术187

9.1 测量的基本知识187

9.1.1 概述187

9.1.2 测量仪表的基本性能188

9.1.3 测量误差190

9.2 传感器191

9.2.1 加速度计191

9.2.2 应变传感器192

9.3 数据采集194

9.3.1 二进制代码194

9.3.2 信号采样196

9.4 数据处理、分析、显示和贮存198

9.5 试验方法200

9.5.1 高应变试验方法200

9.5.2 低应变试验方法203

参考文献205