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随着我国交通事业的迅速发展,桥梁建设数量越来越多,桩基础在桥梁建设中也被广泛采用。因此,对桩基工程的质量检测已成为桥梁建设中的重要环节。桩基的承载力和完整性检测是桩基质量检测中的两项重要内容,其检测方法主要有传统的静测法和近年来迅速发展的动测法。由于动测法简捷、高效,因而动测法目前已成为桩基质量检测领域最有发展前景的方法。桩的纵向振动理论是桩各种动态测试方法的理论基础,开展桩纵向振动理论的研究对于进一步弄清桩—土间动力相互作用、动力试桩的机理以及正确分析试桩测试曲线是非常重要的。本文以桩的纵向振动理论为基础,采用理论分析、模型实验和现场测试相结合的方法,对桩基损伤、承载力进行了检测和评估,主要内容有:(1)基于一维波动理论,分析了杆在两端固定、一端自由一端固定、两端自由等情况下的固有振动,并分析了杆的纵向强迫振动、桩的纵向振动,得到了桩土系统纵向振动的响应。探讨了应力波在桩的固定端、自由端、变截面处的反射情况,以及桩侧有摩阻力的情况下应力波的传播规律。(2)建立了缺陷桩的桩土振动模型。通过拉氏变换,并利用阻抗函数的性质,求得了桩身截面在任意段情况下桩顶的阻抗函数的解析表达式,进一步得到了速度导纳以及时域速度响应。并分析了桩基瞬态动测响应的衰减特性、多频振动特性、空间特性、频谱特性。(3)以桩的连续杆件为模型,介绍了曲线拟合法的基本原理、桩身混凝土本构模型及桩土耦合的静力模型和动力模型;根据应力波理论,介绍了反射波法进行桩基缺陷检测的时域分析和频域分析及如何确定桩长和缺陷位置。(4)以应力波理论为基础,通过模拟计算,研究了缺陷位置对反射波信号的影响,以及在不同脉冲宽度和材料阻尼的情况下应力波沿桩身的衰减特性,并通过模型桩实验,验证了结论的正确性。(5)以曲线拟合法为基础,建立了桩的连续杆件模型。在高应变的基础上通过遗传算法编制程序,反演了桩基承载力,并与静载实验对比,验证了遗传算法的可行性。