本發明涉及建筑物檢測領域，特別涉及建筑物基樁中心敲擊下的低應變雙速度信號平均檢測方法。

背景技術：

現有常見的建筑物實心圓樁的低應檢測變方法，采用在樁頂表面施加低能量的瞬態敲擊，敲擊產生的沖擊波沿樁身向下傳播，遇到阻抗變化的介質面或樁底時產生反射，反射波被安裝在樁頂表面半徑上某一位置的單個探頭接收，根據反射波的信號特性判定樁身質量。

上述現有的實心圓形基樁的低應變檢測檢測方案中存在以下問題：

采樣方法單一，僅一種通過在基樁半徑的某一位置附近的單個探頭采樣，且該種方案的信號質量不高。

技術實現要素：

針對現有技術中的缺陷，本發明提出了一種建筑物基樁中心敲擊下的低應變雙速度信號平均檢測方法，通過該方法，可幫助擴大建筑物基樁低應變檢測時測點的選擇范圍并提高測試信號質量，從而更準確地判斷出建筑物基樁的樁身的完整性。

具體的，本發明提出了以下具體的實施例：

本發明實施例提出了建筑物基樁中心敲擊下的低應變雙速度信號平均檢測方法，包括：

在建筑物基樁樁頂表面中心點設置敲擊點；

在所述建筑物基樁的樁身混凝土泊松比已知的條件下，在所述建筑物基樁的樁頂表面半徑上，(0.67-0.5υ)r處的兩側，與(0.67-0.5υ)r處的距離差值小于第一預設值的兩點分別設置一個信號采集裝置作為對所述建筑物基樁的測點，其中，υ為樁身混凝土泊松比，r為基樁半徑；

在樁身混凝土泊松比未知的條件下，在所述建筑物基樁的樁頂表面半徑上，鋼筋籠半徑的2/3處的兩側，與鋼筋籠半徑的2/3處的距離差值小于第二預設值的兩點分別設置一個信號采集裝置作為對所述建筑物基樁的測點；

當在敲擊點執行敲擊動作時，同時獲取來自每一信號采集裝置的測點信號及得到包含各個測點信號的雙速度測試曲線；

對所述雙速度測試曲線進行平均處理得到對所述建筑物基樁樁身完整性的檢測結果。

在一個具體的實施例中，所述建筑物基樁具體為實心圓形基樁。

在一個具體的實施例中，所述敲擊動作具體為通過力錘或力棒進行豎向敲擊。

在一個具體的實施例中，所述信號采集裝置具體為探頭或傳感器。

在一個具體的實施例中，所述信號采集裝置通過粘性物質粘貼在所述建筑物基樁樁頂表面.

在一個具體的實施例中，所述粘性物質包括：膠水、黃油或橡皮泥。

在一個具體的實施例中，所述信號采集裝置連接有對所述信號采集裝置所采集的信號進行處理的信息處理裝置。

在一個具體的實施例中，所述信息處理裝置具體為具有雙速度模式的低應變檢測儀。

在一個具體的實施例中，所述“當在敲擊點執行敲擊動作時，同時獲取來自每一信號采集裝置的測點信號及得到包含各個測點信號的雙速度測試曲線”包括：

當所述信號采集裝置接收到在敲擊點的一次敲擊動作所產生的信號時，觸發與所述信號采集裝置相連接的信息處理裝置；

通過所述信息處理裝置同時獲取并記錄來自位于所述建筑物基樁的樁頂表面的兩個信號采集裝置的測點信號并得到包含各個測點信號的雙速度測試曲線。

在一個具體的實施例中，所述“對所述雙速度測試曲線進行平均處理得到對所述建筑物基樁樁身完整性的檢測結果”包括：

對通過信息處理裝置獲取的雙速度信號進行信號平均處理，以生成一條單一的速度曲線。

以此，本發明實施例提出了建筑物基樁中心敲擊下的低應變雙速度信號平均檢測方法，包括：在建筑物基樁樁頂表面中心點設置敲擊點；在所述建筑物基樁的樁身混凝土泊松比已知的條件下，在所述建筑物基樁的樁頂表面半徑上，(0.67-0.5υ)r處的兩側，與(0.67-0.5υ)r處的距離差值小于第一預設值的兩點分別設置一個信號采集裝置作為對所述建筑物基樁的測點，其中，υ為樁身混凝土泊松比，r為基樁半徑；在樁身混凝土泊松比未知的條件下，在所述建筑物基樁的樁頂表面半徑上，鋼筋籠半徑的2/3處的兩側，與鋼筋籠半徑的2/3處的距離差值小于第二預設值的兩點分別設置一個信號采集裝置作為對所述建筑物基樁的測點。當在敲擊點執行敲擊動作時，同時獲取來自每一信號采集裝置的測點信號及得到包含各個測點信號的雙速度測試曲線；對所述雙速度測試曲線進行平均處理得到對所述建筑物基樁樁身完整性的檢測結果。本發明實施例的方案，通過對雙速度信號的平均處理，得到的平均信號是一條能夠顯著消除樁頂面三維干擾信號的單一信號曲線，它擴大了建筑物基樁低應變檢測時測點的選擇范圍并提高了測試信號質量，且能夠幫助更加準確地判斷出建筑物實心樁樁身的完整性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本發明一種建筑物基樁中心敲擊下的低應變雙速度信號平均檢測方法的流程示意圖；

圖2是本發明一種建筑物基樁中心敲擊下的低應變雙速度信號平均檢測方法的結構示意圖；

圖3是圖2所示的結構示意圖在混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、樁周土層剪切波速取值范圍為350m/s～1500m/s，相應土層泊松比變化范圍為0.36～0.25，荷載脈寬1.6ms條件下，在樁頂表面中心處敲擊，在任意半徑上0.53r處的兩側，與0.53r處近似等距離的0.39r和0.67r處采樣的實測低應變雙速度信號平均前后的時程曲線效果示意圖。其中，0.53r為將泊松比0.28代入到(0.67-0.5υ)r得到的采樣位置，平均信號是指將低應變雙速度信號中分別對該半徑上0.39r和0.67r處的兩個測點信號的進行平均得到的信號，“平均”具體是指將橫軸(時間軸或樁長)上同一時刻所對應的兩個單通道(單點)信號的縱坐標軸的數值(豎向速度值)進行平均；

圖4是圖2所示的結構示意圖在混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、樁周土層剪切波速取值范圍為350m/s～1500m/s，相應土層泊松比變化范圍為0.36～0.25，荷載脈寬1.6ms條件下，在樁頂表面中心處敲擊，在任意半徑上0.53r處的兩側，與0.53r處近似等距離的0.30r和0.75r處采樣的實測低應變雙速度信號平均前后的時程曲線效果示意圖。其中，0.53r為將泊松比0.28代入到(0.67-0.5υ)r得到的采樣位置，平均信號是指將低應變雙速度信號中分別對該半徑上0.30r和0.75r處的兩個測點信號的進行平均得到的信號，“平均”具體是指將橫軸(時間軸或樁長)上同一時刻所對應的兩個單通道(單點)信號的縱坐標軸的數值(豎向速度值)進行平均；

換言之，圖4是與圖3同一根基樁，但是在0.30r和0.75r處采樣的實測低應變雙速度信號平均前后的時程曲線效果示意圖。

主要元件符號說明：

100-實心圓形截面基樁；200-激振裝置(力錘或力棒)；

300-信號采集裝置(探頭或傳感器)；400-信息處理裝置(具有雙速度模式的低應變檢測儀)

具體實施方式

在下文中，將更全面地描述本公開的各種實施例。本公開可具有各種實施例，并且可在其中做出調整和改變。然而，應理解：不存在將本公開的各種實施例限于在此公開的特定實施例的意圖，而是應將本公開理解為涵蓋落入本公開的各種實施例的精神和范圍內的所有調整、等同物和/或可選方案。

在下文中，可在本公開的各種實施例中使用的術語“包括”或“可包括”指示所公開的功能、操作或元件的存在，并且不限制一個或更多個功能、操作或元件的增加。此外，如在本公開的各種實施例中所使用，術語“包括”、“具有”及其同源詞僅意在表示特定特征、數字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合，并且不應被理解為首先排除一個或更多個其它特征、數字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的存在或增加一個或更多個特征、數字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的可能性。

在本公開的各種實施例中，表述“或”或“a或/和b中的至少一個”包括同時列出的文字的任何組合或所有組合。例如，表述“a或b”或“a或/和b中的至少一個”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。

在本公開的各種實施例中使用的表述(諸如“第一”、“第二”等)可修飾在各種實施例中的各種組成元件，不過可不限制相應組成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的順序和/或重要性。以上表述僅用于將一個元件與其它元件區別開的目的。例如，第一用戶裝置和第二用戶裝置指示不同用戶裝置，盡管二者都是用戶裝置。例如，在不脫離本公開的各種實施例的范圍的情況下，第一元件可被稱為第二元件，同樣地，第二元件也可被稱為第一元件。

應注意到：如果描述將一個組成元件“連接”到另一組成元件，則可將第一組成元件直接連接到第二組成元件，并且可在第一組成元件和第二組成元件之間“連接”第三組成元件。相反地，當將一個組成元件“直接連接”到另一組成元件時，可理解為在第一組成元件和第二組成元件之間不存在第三組成元件。

在本公開的各種實施例中使用的術語“用戶”可指示使用電子裝置的人或使用電子裝置的裝置(例如，人工智能電子裝置)。

在本公開的各種實施例中使用的術語僅用于描述特定實施例的目的并且并非意在限制本公開的各種實施例。如在此所使用，單數形式意在也包括復數形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否則在這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本公開的各種實施例所屬領域普通技術人員通常理解的含義相同的含義。所述術語(諸如在一般使用的詞典中限定的術語)將被解釋為具有與在相關技術領域中的語境含義相同的含義并且將不被解釋為具有理想化的含義或過于正式的含義，除非在本公開的各種實施例中被清楚地限定。

實施例1

本發明實施例1公開了建筑物基樁中心敲擊下的低應變雙速度信號平均檢測方法，如圖1所示，包括：

步驟101、在建筑物基樁樁頂表面中心點設置敲擊點；

具體的，所述敲擊點位于建筑物基樁樁頂表面中心，在一個實施例中，所述建筑物基樁具體為實心圓形基樁。

步驟102、在所述建筑物基樁的樁身混凝土泊松比已知的條件下，在所述建筑物基樁的樁頂表面半徑上，(0.67-0.5υ)r處的兩側，與(0.67-0.5υ)r處的距離差值小于第一預設值的兩點，分別設置一個信號采集裝置作為對所述建筑物基樁的測點，其中，υ為樁身混凝土泊松比，r為基樁半徑；

在樁身混凝土泊松比未知的條件下，在所述建筑物基樁的樁頂表面半徑上，鋼筋籠半徑的2/3處的兩側，與鋼筋籠半徑的2/3處的距離差值小于第二預設值的兩點分別設置一個信號采集裝置作為對所述建筑物基樁的測點；

具體的，在所述建筑物基樁的樁身混凝土泊松比已知的條件下，所設置的兩個測點可以是多對測點，各對測點(各對測點包括兩個測點)只需要滿足在所述建筑物基樁的樁頂表面半徑上，(0.67-0.5υ)r處的兩側，與(0.67-0.5υ)r處的距離差值小于第一預設值，具體的第一預設值是基于本領域的專業技術人員認為差值接近于零來進行設置的，也即各對測點滿足位于(0.67-0.5υ)r處位置兩側且近似等距離這一條件，或根據現場實測效果進行設置。

具體的，在所述建筑物基樁的樁身混凝土泊松比已知的條件下，以樁頂表面半徑上的(0.67-0.5υ)r處作為參考基準點，這是根據樁土模型在材料與幾何參數變化下的大量計算得到的經驗計算表達式，實際工程驗證表明，該計算式的應用效果較好。

具體的，在樁身混凝土泊松比未知的條件下，所設置的兩個測點可以是多對測點，各對測點(各對測點包括兩個測點)只需要滿足在建筑物基樁的樁頂表面半徑上，鋼筋籠半徑的2/3處的兩側，與鋼筋籠半徑的2/3處的距離差值小于第二預設值，具體的第二預設值是基于本領域的專業技術人員認為差值接近于零來進行設置的，也即各對測點滿足位于鋼筋籠半徑的2/3位置處兩側且近似等距離這一條件，或根據現場實測效果進行設置。

具體的，在所述建筑物基樁的樁身混凝土泊松比未知的條件下，以樁頂表面半徑上鋼筋籠半徑的2/3處作為參考基準點，這是由于常見混凝土泊松比變化范圍約在0.1～0.35之內，相應的，(0.67-0.5υ)r的變化范圍為0.5r～0.62r之間，考慮到鋼筋籠的混凝土保護層厚度，這一變化范圍實際上更接近鋼筋籠半徑的2/3處，故而，在樁身混凝土泊松比未知的條件下，在建筑物實心圓樁樁頂表面半徑上的鋼筋籠半徑的2/3處的兩側近似等距離的兩點位置安設兩個信號采集裝置作為對建筑物實心圓樁的測點。

具體的，在一個實施例中，步驟102中所述的信號采集裝置為兩個，且粘貼在樁頂表面同一半徑上相應的不同兩個測點位置，但對于完整樁，考慮到基樁和作用在樁頂表面中心點的荷載構成了軸對稱體系，此時，兩個測點的安裝位置可以擴展為位于(0.67-0.5υ)r處或鋼筋籠半徑的2/3處所在圓形的兩側，且與(0.67-0.5υ)r處或鋼筋籠半徑的2/3處圓弧半徑差相等的兩個圓形之上，即分別位于圖2中虛線(點化線)所示的兩個圓形上的兩個任意位置上。

所述信號采集裝置通過粘性物質粘貼在所述建筑物基樁樁頂表面；其中，所述粘性物質包括：膠水、黃油或橡皮泥。

所述信號采集裝置具體為探頭或傳感器。

步驟103、當在敲擊點執行敲擊動作時，同時獲取來自每一信號采集裝置的測點信號及得到包含各個測點信號的雙速度測試曲線；

所述敲擊動作具體為通過力錘或力棒進行豎向敲擊。

所述信號采集裝置連接有對所述信號采集裝置所采集的信號進行處理的信息處理裝置；所述信息處理裝置具體為具有雙速度模式的低應變檢測儀。

以此，步驟103中的所述“當在敲擊點執行敲擊動作時，同時獲取來自每一信號采集裝置的測點信號及得到包含各個測點信號的雙速度測試曲線”包括：

當所述信號采集裝置接收到在敲擊點的一次敲擊動作所產生的信號時，觸發與所述信號采集裝置相連接的信息處理裝置；

通過所述信息處理裝置同時獲取并記錄來自位于所述建筑物基樁的樁頂表面的兩個信號采集裝置的測點信號并得到包含各個測點信號的雙速度測試曲線。

具體地，與所述信號采集裝置相連接的，對信號采集裝置所采集的信號進行處理的信息處理裝置為具有雙速度模式的低應變檢測儀，如雙通道低應變檢測儀。在本發明的方案中，由于兩個信號采集裝置與敲擊點的距離不同，為了保證各個測點之間首波入射的時間差及干擾信號的相位差的準確性，必須使用具有雙速度模式的低應變檢測儀，并且在雙速度模式下同時采樣。

具體的，當接收到在敲擊點的一次敲擊動作時，通過低應變檢測儀，同時獲取兩個信號采集裝置的測點信號及得到相應的雙速度測試曲線，多次敲擊將采集多個雙速度信號。當執行信號保存時，多條雙速度信號將被平均成為一條雙速度信號，即信號保存時，儀器按照通道(或傳感器)為單位進行的信號平均，換言之，信號保存時，儀器自動將同一個探頭(或測點)在多次敲擊下得到的信號進行平均，其目的是驗證信號的可重復性、穩定性，并且消除次生干擾或人為干擾。

步驟104、對所述雙速度測試曲線進行平均處理得到對所述建筑物基樁樁身完整性的檢測結果。

在一個具體的實施例中，步驟104中的所述“對所述雙速度測試曲線進行平均處理得到對所述建筑物基樁樁身完整性的檢測結果”包括：

對通過信息處理裝置獲取的雙速度信號進行信號平均處理，以生成一條單一的速度曲線。

在實際的應用場景中，可在信息處理裝置低應變檢測儀的信號處理界面將雙速度信號中的兩條曲線平均，或者將雙速度信號導入與低應變檢測儀配套的信號分析軟件中進行信號平均，也可導出到其它的數據處理軟件中進行平均。平均的結果是得到一條平均后的單一速度曲線。

實施例2

圖2是本發明建筑物基樁中心敲擊下的低應變雙速度信號平均檢測方法的結構示意圖。在本實施例中，建筑物實心樁為實心圓形基樁。

激振裝置200在實心圓形截面基樁100的樁頂表面中心點處產生敲擊動作，在樁身混凝土泊松比已知的條件下，在建筑物的實心圓形截面基樁100的樁頂表面任意半徑上，(0.67-0.5υ)r處的兩側，近似等距離的兩點位置安設兩個信號采集裝置300作為對建筑物實心圓樁的測點，其中，υ為樁身混凝土泊松比，r為基樁半徑。在樁身混凝土泊松比已知的條件下，在建筑物實心圓樁的樁頂表面任意半徑上，鋼筋籠半徑的2/3處的兩側，近似等距離的兩點位置安設兩個信號采集裝置作為對建筑物實心圓樁的測點。上述粘貼探頭的兩個測點并非固定的兩個測點，可以是多對的兩個測點，它們只需滿足位于同一半徑上，(0.67-0.5υ)r處或鋼筋籠半徑的2/3處位置兩側且近似等距離這一條件，對于實截面圓形的完整樁，考慮到基樁和作用在樁頂表面中心點的荷載構成了軸對稱體系，此時，兩個測點的安裝位置可以擴展為上述兩個測點位置所在的以樁中心點為中心的圓弧；信息處理裝置400為具有雙速度模式的低應變檢測儀，測試模式采用的是雙速度模式。

當激振裝置200在實心圓形截面基樁100的樁頂表面中心點產生一次敲擊動作時，通過傳感器和低應變檢測儀，可獲取一條包含兩個測點信號的雙速度測試曲線。當激振裝置在同一點再次產生敲擊動作時，獲取第二條包含兩條速度曲線的雙速度信號，多次敲擊將采集多個雙速度信號，在信號保存時，儀器按照通道(或傳感器)為單位進行的信號平均，我們將得到一個包含兩條測試曲線的雙速度信號。后續，在信息處理裝置低應變檢測儀的信號處理界面將雙速度信號中的兩條曲線平均，或者將雙速度信號導入與低應變檢測儀配套的信號分析軟件中進行信號平均，也可導出到其它的數據處理軟件中進行平均。平均的結果是得到一條平均后的單一速度曲線。

請一并參閱圖3，圖3是圖2所示的結構示意圖在混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、樁周土層剪切波速取值范圍為350m/s～1500m/s，相應土層泊松比變化范圍為0.36～0.25，荷載脈寬1.6ms條件下，在樁頂表面中心處敲擊，在任意半徑上0.53r處的兩側，與0.53r處近似等距離的0.39r和0.67r處采樣的實測低應變雙速度信號平均前后的時程曲線效果示意圖。其中，0.53r為將泊松比0.28代入到(0.67-0.5υ)r得到的采樣位置，平均信號是指將低應變雙速度信號中分別對該半徑上0.39r和0.67r處的兩個測點信號的進行平均得到的信號，“平均”具體是指將橫軸(時間軸或樁長)上同一時刻所對應的兩個單通道(單點)信號的縱坐標軸的數值(豎向速度值)進行平均。

圖3表明，該半徑上0.39r和0.67r處的兩個單點信號平均后，平均信號中的三維干擾信號顯著減弱，因此，通過本發明提出的雙速度平均法可顯著的地消除三維干擾信號。而且，由于0.67r處位置是規范推薦的采樣點位，這說明本發明得到的雙速度平均法信號的質量優于按現有規范的采樣方法所得到的測試信號，從而雙速度平均信號可以幫助更準確的判斷出建筑物實心樁樁身的完整性。

請一并參閱圖4，圖4是圖2所示的結構示意圖在混凝土縱波波速4050m/s、泊松比0.28、樁徑2.9m、樁長25m、樁周土層剪切波速取值范圍為350m/s～1500m/s，相應土層泊松比變化范圍為0.36～0.25，荷載脈寬1.6ms條件下，在樁頂表面中心處敲擊，在任意半徑上0.53r處的兩側，與0.53r處近似等距離的0.30r和0.75r處采樣的實測低應變雙速度信號平均前后的時程曲線效果示意圖。其中，0.53r為將泊松比0.28代入到(0.67-0.5υ)r得到的采樣位置，平均信號是指將低應變雙速度信號中分別對該半徑上0.30r和0.75r處的兩個測點信號的進行平均得到的信號，“平均”具體是指將橫軸(時間軸或樁長)上同一時刻所對應的兩個單通道(單點)信號的縱坐標軸的數值(豎向速度值)進行平均。

換言之，圖4是與圖3同一根基樁，但是在0.30r和0.75r處采樣的實測低應變雙速度信號平均前后的實測時程曲線效果示意圖。

圖4表明，該半徑上0.30r和0.75r處的兩個單點信號平均后，平均信號中的三維干擾信號顯著減弱，這再次說明了通過本發明提出的雙速度平均法可顯著的地消除三維干擾信號，而且，進一步對比圖3和圖4中的平均信號可知，兩者的三維干擾信號強度相當。由于本發明的建筑物基樁在樁中心敲擊下的低應變雙速度信號平均檢測方法中，安裝信息采集裝置的兩個測點，沿徑向并非固定的兩個測點，它們可以是多對的兩個測點，故而，本發明提出的雙速度平均法可以在保證采樣效果的前提下，顯著地擴大測點的選擇范圍。

以此，本發明實施例提出了建筑物基樁中心敲擊下的低應變雙速度信號平均檢測方法，包括：在建筑物基樁樁頂表面中心點設置敲擊點；在所述建筑物基樁的樁身混凝土泊松比已知的條件下，在所述建筑物基樁的樁頂表面半徑上，(0.67-0.5υ)r處的兩側，與(0.67-0.5υ)r處的距離差值小于第一預設值的兩點分別設置一個信號采集裝置作為對所述建筑物基樁的測點，其中，υ為樁身混凝土泊松比，r為基樁半徑；在樁身混凝土泊松比未知的條件下，在所述建筑物基樁的樁頂表面半徑上，鋼筋籠半徑的2/3處的兩側，與鋼筋籠半徑的2/3處的距離差值小于第二預設值的兩點分別設置一個信號采集裝置作為對所述建筑物基樁的測點。當在敲擊點執行敲擊動作時，同時獲取來自每一信號采集裝置的測點信號及得到包含各個測點信號的雙速度測試曲線；對所述雙速度測試曲線進行平均處理得到對所述建筑物基樁樁身完整性的檢測結果。本發明實施例的方案，通過對雙速度信號的平均處理，得到的平均信號是一條能夠顯著消除樁頂面三維干擾信號的單一信號曲線，它擴大了建筑物基樁低應變檢測時測點的選擇范圍并提高了測試信號質量，且能夠幫助更加準確地判斷出建筑物實心樁樁身的完整性。

本領域技術人員可以理解附圖只是一個優選實施場景的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本發明所必須的。

本領域技術人員可以理解實施場景中的裝置中的模塊可以按照實施場景描述進行分布于實施場景的裝置中，也可以進行相應變化位于不同于本實施場景的一個或多個裝置中。上述實施場景的模塊可以合并為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。

上述本發明序號僅僅為了描述，不代表實施場景的優劣。

以上公開的僅為本發明的幾個具體實施場景，但是，本發明并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護范圍。