广东省2006年高应变考试试题

高应变动力试桩理论考核试题 一、选择题

<一>单项选择题（以下各题中只有一个正确答案，请选择正确答案的英文代码填写在答题卡相应的题号上，每题1分，多选、选错、不选均不能得分。）

1、混凝土桩的高应变动力试桩中，混凝土的最大应变一般在：

? A、10-5～10-4 ? B、10-4～10-3 ? C、10-3～10-2 ? D、10-2～10-1

2、如图示：高应变动力试桩中,在变阻抗截面处作用土阻力R1，Z1

? A、R1在1单元中产生上行压缩波，在2单元中产生下行拉伸波，且压缩波幅值大于拉伸波

幅值

? B、R1在1单元中产生上行拉伸波，在2单元中产生下行压缩波，且拉伸波幅值小于压缩波

幅值

? C、R1在1单元中产生上行压缩波，在2单元中产生下行拉伸波，且拉伸波幅值小于压缩波

幅值

? D、R1在1单元中产生上行压缩波，在2单元中产生下行拉伸波，且压缩波幅值小于拉伸波

幅值

3、下面关于Case法几种子方法的陈述正确的是：

? A、RAU法将桩端运动速度为零时的总阻力作为桩的检测承载力 ? B、RUN法由于扣除了桩中上部的侧阻力使计算结果偏于保守 ? C、RMN法适用于上升沿tr短，Quake值较大的桩

? D、RMX法适用于Quake值较小、土阻力滞后发挥的桩 4、下面关于高应变动力试桩的陈述正确的是：

? A、上行压缩波一定是土阻力波 ? B、桩底反射波一定是上行拉伸波

? C、土阻力波传至桩顶附近会使传感器安装截面受力增大速度减小 ? D、土阻力波传至桩顶附近会使传感器安装截面受力减小速度增大 5、计算桩阻抗

一混凝土灌注桩，桩径1000mm，桩长L=20m，混凝土强度为C35，弹性波速为Ws=3650m/s，质量密度为ρ=2.5t/m3，则该桩的广义波阻抗为：

? A、8185kN·s/m ? B、7167kN·s/m ? C、8185kN·m/s ? D、6352kN·m/s 6、在高应变动力试桩中，某时刻t，传感器实测值为F(t)=2396kN，V(t)=0.9m/s，桩阻抗为Z=975kN·s/m，则t时刻经过传感器安装截面的上行波Fu、下行波Fd最接近下列哪组数据？

? A、Fu=952kN，Fd=1364kN ? B、Fu=759kN，Fd=1637kN ? C、Fu=-759kN，Fd=1637kN ? D、Fu=-952kN，Fd=1364kN

7、下面哪种情况下可用Case法中的卸荷修正法RUN：

? A、土阻力滞后于t1+2L/C时刻明显发挥 ? B、长摩擦桩锤击时桩中上部强烈反弹

? C、高应变动测承载力明显低于静载试验结果，可RUN用对高应变检测结果作适当放大 ? D、单击贯入度大，桩底反射明显

8、下面哪种情况下可用Case法中的最大阻力修正法RMX：

? A、桩底土的Quake值较大 ? B、桩底土的Quake值较小

? C、高应变动测承载力明显低于静载试验结果，用RMX对检测结果作适当放大，使之与静

载试验结果吻合

? D、冲击能量偏低，单击贯入度小

9、高应变动力试桩中，测点处最大冲击力为Fmax，岩土对桩的总阻力为R0，则：

? A、R0一般情况下大于Fmax ? B、R0一般情况小于Fmax

? C、对打入硬层的端承型桩，R0一般情况下小于Fmax

? D、对软土地区的长摩擦桩，施打过程中R0一般情况下小于Fmax 10、在曲线拟合分析法中，土的静阻力模型一般采用：

? A、线弹性模型

? B、理想刚塑性模型 ? C、理想弹塑性模型 ? D、幂强化力学模型

11、下面关于拟合分析法的描述，哪些是正确的？

? A、拟合法是一维波动方程的解析解

? B、拟合法桩的力学模型是理想弹塑性模型 ? C、拟合法的解有任意多组

? D、拟合法桩的力学模型是线弹性模型

12、曲线拟合法分析计算时有三种方法可供选择，分别是

1）由实测的速度曲线（Zv(t)）为边界条件拟合实测的力曲线（F(t)）;2）由实测的力曲线（F(t)）为边界条件拟合实测速度曲线（Zv(t)）;3）以下行波（Fd）为边界条件拟合上行波（Fu）。 无论采用上述那种方式，程序实际计算时

? A、均以实测力曲线（F(t)）为边界条件。 ? B、均以实测速度曲线（Zv(t)）为边界条件。

? C、均以下行波曲线（Fd(t)）为边界条件。 ? D、实测力曲线（F(t)）、实测速度曲线（Zv(t)）、下行波曲线（Fd(t)）任何一个都可以作为

实际计算时的边界条件。

13、一预应力管桩，其桩径为500mm，桩长为36m，预估单桩极限承载力为5000kN，如果采用高应变进行检测，锤重应满足：

? A、不小于50kN ? B、不小于60kN ? C、不小于75kN ? D、不小于80kN

14．在高应变动力试桩现场检测中时，（如下图）如果将一侧传感器安装方向倒置，则两侧实测波形会产生什么变化？

? A．两侧力和速度信号一致 ? B．两侧力和速度信号反向 ? C．两侧力信号一致，速度信号反向 ? D．两侧速度信号一致，力信号反向

15、下列哪些情况下，高应变锤击信号不能作为承载力分析计算的依据：

? A、传感器安装处混凝土开裂或出现严重塑性变形使力曲线最终未归零 ? B、桩底反射不明显

? C、锤击偏心，两侧力信号幅值相差0.5倍 ? D、力和速度信号第一峰值不重合

16、在高应变动力试桩中，速度信号对桩身缺陷的敏感程度高于力信号主要是因为：

? A、加速度计的频响特性优于力传感器 ? B、加速度计的信噪比优于力传感器

? C、加速度计只用一个螺栓固定，而力传感器需两个螺栓固定 ? D、缺陷引起的拉伸波在桩顶的反射和叠加作用 17、软土地区长摩擦桩在施工中易导致桩身缺陷是因为：

? A、桩较长时，桩具备较大的惯性，使施工设备能给桩顶施加较高的能量，而使桩顶局部受

拉破坏

? B、桩较长，使桩身各截面运动的不均匀性增加，冲击脉冲产生的下行压缩波覆盖的桩身范

围有限，使冲击应力波经桩底反射后在桩下部产生较大的静拉应力而使桩身破坏

? C、桩侧土阻力较小，冲击应力波有较大的能量传至桩底，经桩底放大后使桩尖受压破坏

? D、桩较长时，冲击脉冲持续时间长，连续的施打使压应力反复叠加造成桩身中下部受压破

坏

18、动力打桩过程中，锤击系统的效率是指：

? A、锤的最大动能与桩锤额定功率的比率

? B、桩锤传递给桩的能量与桩锤额定功率的比率 ? C、桩锤传递给桩的能量与锤的最大动能的比率 ? D、桩锤传递给桩的能量与锤的最大势能的比率

19、根据行标《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106－2003的规定，在高应变动力试桩中，使用的应变式力传感器、加速度计的安装谐振频率f1、f2必须满足下列要求：

? A、 f1 ≥2kHz， f2 ≥10kHz ? B、 f1 ≥10kHz， f2 ≥2kHz ? C、 f1 ≥1kHz， f2 ≥3kHz ? D、 f1 ≥3kHz， f2 ≥1kHz

20、在高应变动力试桩中，锤击偏心往往引起桩身两侧传感器实测信号产生差异，一般情况下：

? A、两侧速度信号的差异大于两侧力信号的差异 ? B、两侧力信号的差异大于两侧速度信号的差异 ? C、A、B两种情况均有可能发生，视偏心程度而定 ? D、由于两侧传感器对称安装，所以两侧力信号的差异程度和速度信号的差异程度是一样的 <二>多项选择题（以下各题中有一个以上正确答案，请选择正确答案的英文字母代码填写在答题卡相应的题号中，每题2分，多选、少选、选错、不选均不能得分。） 1、以下关于凯斯阻尼系数Jc的描述哪些是正确的？

? A、Jc是无量纲的量 ? B、Jc的量纲为牛顿·秒/米

? C、土中细粒组含量越高，Jc越小 ? D、土中细粒组含量越低，Jc越小

2、下面关于高应变试验的描述哪些是正确的？

? A、高应变可用于检测试打桩的单桩极限抗压承载力，为设计提供依据 ? B、高应变可以取代单桩竖向抗压静载试验用于基桩工程质量验收检测 ? C、高应变可以监测打桩过程，为沉桩工艺参数及桩长的选择提供依据

? D、高应变试验利用从桩身上直接测试的应力波信号，对桩～土力学模型作一定的假设后，

用数值法求解一维波动方程获得桩的承载力和完整性信息，因此，高应变是一种半直接法。

3、下列哪些处理方法会使Case法计算的承载力减小，在工程上偏于安全？

? A、Case法中的最大阻力修正法RMX ? B、Case法中的最小阻力修正法RMN ? C、Case法中的卸荷修正法RUN ? D、RSP法中增加阻尼系数Jc

4、下面关于RMX法的陈述哪些是正确的？

? A、与RSP法相比RMX法考虑了土阻力滞后发挥对检测承载力的影响 ? B、RMX法是固定t1不变，改变2L/C值来寻求最大阻力 ? C、RMX法是固定t2不变，改变2L/C值来寻求最大阻力 ? D、RMX法是固定2L/C不变，改变t1值来寻求最大阻力 5、下面关于桩身完整性检测的陈述哪些是正确的？

? A、高应变信号中2L/C之前看到的上行拉伸波一定是缺陷反射波 ? B、 Case法中β值的计算公式可用于计算多缺陷桩的桩身完整性

? C、当桩身缺陷位置上部桩身阻抗变大时， Case法中β值的计算精度不受影响 ? D、当桩身缺陷位置下部桩身阻抗变大时， Case法中β值的计算精度不受影响 6、下列哪些情况下不宜用Case法判定桩身完整性？

? A、桩身截面渐变或多变的混凝土灌注桩 ? B、波形上没有清晰桩底反射的桩 ? C、大直径桩

? D、锤击力波上升缓慢，力与速度曲线峰值不重合的桩

7、在拟合分析过程中，其它参数不变，仅改变某一参数，则下列哪些描述是正确的？

? A、土的静阻力增加，计算力曲线上升（增大） ? B、加载最大弹性变形减小，则土阻力发挥滞后 ? C、增加土阻尼，计算力曲线下降（减小）

? D、卸载弹性变形减小，计算力曲线尾部下降（减小） 8、与Case法相比较，曲线拟合法的优点体现在：

? A、曲线拟合法可依据实测波形，采用波动理论数值分析法获得桩的承载力和完整性信息而

不依赖于工程地质状况。

? B、曲线拟合法在分析过程中可采用数值法将土阻力波与桩阻抗波严格区分。 ? C、曲线拟合法同时考虑了桩侧动阻力和桩端动阻力，并考虑了桩材料的粘性。 ? D、曲线拟合法将桩的静阻力与桩～土之间的相对位移建立了直接联系。 9、在曲线拟合分析法中，下列哪些调整措施会使分析计算的承载力结果增大？

? A、增设辐射阻尼桩型。

? B、对扩底桩增加桩底单元的阻抗值。 ? C、增加桩侧土阻尼系数。 ? D、增加卸荷系数Unld。

10、高应变测试信号中，力曲线F的第一峰值明显高于速度曲线V的第一峰值，可能由哪些因素引起：

? A、锤垫过厚，浅部桩周土阻力较大 ? B、桩身浅部存在缺陷

? C、设定波速低于传感器安装处桩身混凝土波速 ? D、传感器安装处桩身混凝土发生塑变 ? E、传感器安装位置下部桩身阻抗变大

11、从实测的F、V曲线上可以直观地反映哪些信息？

? A、桩的承载性状

? B、测试系统的工作状况 ? C、桩身混凝土强度和桩长 ? D、桩身是否存在扩径

12、用高应变法进行试打桩，桩身锤击应力监测时，桩身最大锤击拉应力宜在：

? A、预计桩端进入软土层时进行测试 ? B、预计桩端进入硬土层时进行测试 ? C、桩周土阻力较大时进行测试

? D、桩端穿过硬土层进入软夹层时进行测试

13、下面关于高应变动测法的叙述哪些符合行标《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106－2003）的要求？

? A、高应变检测用重锤应材质均匀、形状对称、锤底平整，高径（宽）比应在1.0～1.5范围

内

? B、当采取自由落锤安装加速度计的方式实测锤击力时，重锤应整体铸造，且高径（宽）比

应在1.0～1.5范围内

? C、承载力检测时宜实测桩的贯入度，单击贯入度宜在2.5～8mm ? D、采用Case法判定单桩承载力只限于中、小直径桩

14．在高应变动力试桩现场试验中，如果传感器安装位置处局部混凝土强度偏低，可能会导致实测波形的哪些变化？

? A．力曲线峰值明显高于速度曲线峰值 ? B．锤击力波上升沿宽（tr值较大） ? C．力曲线尾部不归零且位于基线上方 ? D．力曲线尾部不归零且位于基线下方 ? E．速度曲线峰值明显高于力曲线峰值

15．在高应变动力试桩现场检测中，如果设定的弹性波速Ws比桩身实际波速高，可能会导致实测波形的哪些变化？

? A．力曲线峰值明显高于速度曲线峰值 ? B．力曲线峰值明显低于速度曲线峰值 ? C．桩底反射波位于2L/Ws之前 ? D．桩底反射波位于2L/Ws之后 二、问答题（每题5分）

1、高应变动力试桩中，为什么要提倡“重锤低击”？

? 答：（1）高应变动力试桩要让冲击设备使桩～土之间产生足够的相对位移从而充分激发岩土

对桩的阻力。（1分）

? （2）静阻力与桩～土相对位移相关，动阻力与桩～土相对运动速度相关。 （1分）

? （3）“轻锤高击”虽然可以提高冲击能量，但它只能提高冲击脉冲幅值，不能增加脉冲宽度，

使桩身所受最大应力变大（易造成桩身损坏），同时增加了土的动阻力。 ? （1.5分）

? （4）“重锤低击”可以在冲击脉冲幅值变化不大的前提下明显增加脉冲宽度，从而使桩～土

之间相对速度幅值增加不大的同时，明显增加桩～土之间的相对位移。既可以充分激发岩土的静阻力，又使桩身所受的峰值应力不至于太大。（1.5分）

2、曲线拟合法中史密斯阻尼系数（SSkn，SToe）是通过哪些参数计算的？它在拟合分析中有怎样的提示作用？

J?Z? 答：（1） S skn ? skn （1分） Sskn∈[0.075，1] （0.5分）

Rskn

? Sskn取值较稳定，若Sskn不在上述范围内，则Jskn或Rskn取值值得怀疑，应适当调整。

（1分）

J?Z? （2） S toe ? t （1分） Stoe∈[0.075，1] （0.5分）

Rut

? Stoe取值较稳定，若Stoe不在上述范围内，则Jt或Rut应适当调整。 （1分） 3、如图示：行标《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106－2003）中，对于预制桩的接头缝隙或桩身水平裂缝宽度可采用进行计算，请对该式的力学机理进行解释。

? 答：(1) F ? R X 表示假定不存在接缝时（桩身介质连续时）， t ? ? t 桩上部实测a,tb?速度曲线。 Z （1分）

三、计算题：

1、对一桩长为10m的预制桩进行高应变动力检测，将桩等分为10个单元对实测信号进行拟合分析，各单元的弹性极限值及极限阻力如下表所示，桩端最大位移计算值为8mm，问：该次锤击下，桩的贯入度计算值是多少？（7分）

F?RZtbF?Rx)dt? (3) ? (V ? 表示接缝的上沿向下的位移量。（1分）

taZF?R1tbV(4)速度增量到达峰值时，接缝已闭合，因此 ? ( ? x )dt 为接缝宽度。（2分） 2taZ? X 表示接缝的存在引起的速度增量。? (2) V （1分）

解：(1) 11 Rui?Qui Qav?i＝111 Ruii＝1

4?1?5?4?2?100?2?3?200?4?80

? 1800 （4分）

（2） （3分）

S?Utm?Qav?8?3?5mm

??2、一弹性杆，传感器以上长度为L1＝10米以下长度为L2＝40米，杆的阻抗为Z，弹性波速C=5000m/s，初始条件：杆静止、无约束，但在距杆底面6mm处存在无限刚性的介质如下图示，u(x,0)=0，V=(x,0)=0 ，边界条件：杆顶部受一方波脉冲作用，力幅值为Z×2m/s，脉冲宽度为2ms，请分别画出传感器安装截面和杆底面的受力(F)，运动速度(V)及位移(u)的时程曲线并计算t=32ms时杆底与无限刚性介质的距离（画至32ms时刻为止，须标出幅值和起止时间）。（18分）

? 图1 传感器安装截面的受力时程曲线

? 图2传感器安装截面速度的时程曲线

图3传感器安装截面位移的时程曲线

图4杆底面受力的时程曲线

图5 杆底面速度的时程曲线

图6 杆底面位移的时程曲线 解：

图1 传感器安装截面的受力时程曲线（3分）

图2传感器安装截面速度的时程曲线（3分）

图3传感器安装截面位移的时程曲线（3分）

图4杆底面受力的时程曲线（3分）

图5 杆底面速度的时程曲线（3分）

图6 杆底面位移的时程曲线（3分）

t=32ms，杆底至刚性界面距离 s=6-(6-2)=2mm （2分）

图2传感器安装截面速度的时程曲线（3分）

图3传感器安装截面位移的时程曲线（3分）

图4杆底面受力的时程曲线（3分）

图5 杆底面速度的时程曲线（3分）

图6 杆底面位移的时程曲线（3分）

t=32ms，杆底至刚性界面距离 s=6-(6-2)=2mm （2分）

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