PIT-樁身完整性測試儀中文操作手冊

1、PIT測試儀用戶操作手冊目錄1 引言 .51.1 PEM執(zhí)行過程 .51.2 準備 .61.3 錘擊技術(shù) .61.4 信號米集 .61.5 后處理、報告和存檔 .71.6 專家提示 .71.7 解釋 .81.8 使用、解釋和總結(jié) 112 信號處理 122.1 信號調(diào)節(jié) .122.1.1 數(shù)字頻率 122.1.2 最佳幅值分辨率 .122.1.3 合格性 .122.1.4 平均 .122.2 信號改善 .122.2.1 放大 132.2.2 噪聲濾波 132.2.3 旋轉(zhuǎn) 133 操作 .143.1 連接 .143.1.1 肩背帶 .143.1.2 傳感器 .143.1.3 電源 143.2 圖

2、形用戶界面 .143.2.1 顯示 .153.2.2 對比度調(diào)節(jié)153.2.3 觸摸屏幕.153.3 打開電源 .163.3.1 升級軟件.163.4 一般工具 .163.4.1 設置時鐘.163.4.2 輸入字母數(shù)值類型的參數(shù) .173.4.3 輸入數(shù)字/二進制數(shù)值 .194 主菜單 .204.1 日期/時間 .204.2 工程標題 .204.3 單位制 214.4 模式 214.5 選擇工程/樁 .Nl4.6 樁信息 .234.6.1 錘和加速度傳感器信息 .234.6.2 參數(shù)菜單 .244.6.2.1 WS波速 .264.6.2.2 LE-樁長 .264.6.2.3 MD放大延遲 .2

3、64.6.2.4 #BL-錘擊數(shù) .264.6.2.5 AC-加速度傳感器標定系數(shù) 264.6.2.6 AG-加速度傳感器增益 .264.6.2.7 L1-加速度傳感器 1位置 .274.6.2.8 A2C-加速度傳感器2標定系數(shù).274.6.2.9 A2G加速度傳感器2增益 .274.6.2.10 L2-加速度傳感器 2位置 .274.6.2.11 AR-面積 .274.6.2.12 FC-力標定系數(shù) .284.6.2.13 FG-力增益 .284.6.2.14 WT錘重 .284.7 其它主菜單信息 284.7.1 電池狀態(tài) .284.7.2 硬件和軟件信息 .284.7.3 軟件升級 .

4、285 數(shù)據(jù)采集屏幕 .295.1 用戶/自動拒絕模式.305.1.1 AUT0自動拒絕 305.1.2 用戶確認.305.2 CLR清除、重新起動 .315.3 ESC退出 .315.4 OK確認 .315.5 Y/N-選擇 .316 分析屏幕 .326.1 主模式 .326.1.1 時間線調(diào)整 .336.1.2 放大/縮小時間刻度 336.2 信號改善模式 .336.2.1 MA放 大 .346.2.2 WL-小波濾波 .346.2.3 HI-高通濾波 .346.2.4 LO-低通濾波 .346.2.5 MD放大延遲 .346.2.6 PV-旋轉(zhuǎn) 357 保養(yǎng)及維修 .367.1 顯示屏幕

5、 .367.2 觸摸屏幕 .367.3 主電池 .367.3.1 更換鎳氫電池 .377.321充電 .377.3.2.1操作 .377.3.2 主電池保存期限 .397.4 聯(lián)系信息 .39附圖圖1低應變示例-利用CAPWA得到不同程度樁身缺陷和 樁側(cè)摩阻力對所測速度波形的影響9圖2低應變示例-利用CAPWAI得到各種阻抗截面模擬速度波形 .10附圖3開機屏幕 .15附圖4 時鐘設置屏幕 .16附圖5 輸入字母數(shù)值（標準鍵盤） .17附圖6輸入字母數(shù)值（標準英文打字鍵盤） .18附圖7 數(shù)字輸入屏幕 .18附圖8 二進制數(shù)字輸入屏幕 .19附圖9主菜單屏幕.20附圖10模式選擇屏幕 21附圖

6、11瀏覽工程屏幕 21附圖12選擇樁屏幕 22附圖13標題菜單 23附圖 14 錘和加速度傳感器信息屏幕 24附圖 15 參數(shù)菜單 -加速度和速度選擇模式 24附圖 16 參數(shù)菜單 -雙速度模式 25附圖 17 參數(shù)菜單 -速度加力模式 25附圖 18面積輸入屏幕 .27附圖 19采集屏幕鍵 .29附圖 20 采集屏幕 /選擇屏幕 31附圖 21主菜單 33附圖 22信號增強模式 34附圖23電池充電器連接方式1 .37附圖24電池充電器連接方式2 .381 引言樁身完整性檢測儀 PITTM Collector 是一種用于基樁低應變檢測的精密儀器及分析系統(tǒng)。 它易于操作、便于攜帶和試驗效率高。

7、該產(chǎn)品是樁基動力學公司幾十年科研開發(fā)的結(jié)晶。PIT TM Collector 可采集、處理、增強及報告數(shù)據(jù)。測試工程師須根據(jù)波動理論解釋實測 數(shù)據(jù)。獲得結(jié)果的準確性與測試工程師對該方法的理解密切相關。因此，進行測試、解釋和 報告的試驗人員應對試驗結(jié)果負完全責任， PDI 公司不對其測試是否適用或適合于特定的條 件負任何責任。PITtm Collector支持脈沖反射法（PEM）。本手冊中討論了一些與PITtm Collector有關的 PEM 理論，但還很不全面。關于 PEM 試驗及解釋方法在提供的一些參考文獻中有更詳 盡的介紹。 用戶應學習這些資料， 從中可以對該方法的適用性和各種缺陷的表現(xiàn)

8、有更完整的 理解。1.1 PEM法一般使用特制手錘輕輕敲擊樁頂平面， 產(chǎn)生的聲波沿樁身向下傳播。 樁身形狀和材質(zhì)的 變化就會產(chǎn)生反射返回至樁頂被觀測到。然后通過分析和解釋反射波形來評價樁身完整性。最深處的反射應來自樁底，可在記錄的最后段觀測到。若給定預估波速C 和樁長 L ，則樁底反射時間為沖擊后 2X L+C時刻。數(shù)據(jù)采集應超過這個時刻、以保證能包含整個樁長。反射信號可利用安裝在樁頂?shù)募铀俣葌鞲衅鹘邮盏?。加速度信號A 經(jīng)過數(shù)字化儲存在PITTM Collector 內(nèi)存里。通常對所得加速度信號進行數(shù)學積分得到速度信號V。記錄開始階段沖擊脈沖占主要成分，而可能掩蓋了早期的反射信號。PITTM

9、Collector 提供了另一個數(shù)據(jù)輸入通道以供選擇。 如一個帶加速度傳感器的力錘可用于產(chǎn)生另一個沖擊力 脈沖記錄。對這兩個記錄的比較有助于辨別早期反射及評價樁頂和錘擊質(zhì)量。錘加速度乘以錘的質(zhì)量得到力 F 記錄。沖擊過程中，錘和樁是接觸在一起的，力與樁 頂速度成比例的，這個比例常數(shù)就是樁頂?shù)牟ㄗ杩?Z 。為方便起見，這個速度 F/Z 就被稱為 力曲線，其與實測的速度曲線 V 在沖擊過程中應近似相等。錘由樁頂反彈后、力記錄幅值 沒有明顯的變化。實測信號是時間的函數(shù)， 其時間是準確已知的。 為便于確定反射位置， 時間軸需轉(zhuǎn)換成 樁頂下距離的函數(shù)。但這個距離刻度完全取決于正確預估波速C： X=1/2

10、Ct 。這樣確定的距離對樁身包括樁底的反射是有物理意義的， 而對樁底以下土層的反射就沒有意義。 因為嚴格 地說、沖擊脈沖不是反射，故這樣確定的距離對沖擊脈沖也就失去意義了。反射由樁身阻抗變化引起。阻抗可由pX CX A計算得到，其中A是橫截面積，p是密度，pXC是材料的特征阻抗。由此可以看出，反射既可以由截面變化引起也可以由材料變化引 起。阻抗縮小產(chǎn)生拉伸反射，其速度方向與沖擊脈沖相同。阻抗增大將會引起壓縮反射， 速度方向與沖擊脈沖相反。 必須對反射信號進行分析以確定阻抗的變化是在允許的范圍內(nèi)的還是樁身存在嚴重缺 陷。分析過程中應參考混凝土澆筑量記錄、設計樁長及其他有關資料。1.2 準備加速度

11、傳感器安裝處和錘擊處要求必須非常干凈、堅固及平整，為此樁頂平面必須進 行適當?shù)臏蕚洹?使用打磨機或其它工具對傳感器安裝處和錘擊處進行打磨處理， 使其平坦并 去除污染的或松動的砼。為獲取沖擊和反射所產(chǎn)生的高頻震動信號、加速度傳感器必須牢固地固定在樁頂，最 好粘結(jié)在樁頂。 建議使用隨儀器攜帶的粘結(jié)劑， 它可適用于大范圍的溫度條件。 冬天使用凡 士林效果較好。 其它粘結(jié)材料如塑性粘土或密封蠟也可以使用。 安裝加速度傳感器時易采用 薄層粘結(jié)，厚層粘結(jié)可能改變信號形狀。1.3 錘擊技術(shù)如果沖擊脈沖快速上升且持續(xù)時間短，錘擊引起的應力波將產(chǎn)生清晰的反射。因此， 錘頭應有一個堅硬的表面。 但如果信號太強或太

12、尖銳， 則過高的頻率成分可能使信號變形且 難于分析。 PDI 提供的錘性能最佳。一般來講，較小的錘可產(chǎn)生較高頻率的沖擊脈沖，故較 小的錘通常更好用。較大的錘更適用于高摩阻力的長樁，目的是希望看到樁底反射。在樁身完整性檢測中，正確的錘擊實際上有很多學問。沖擊時不應損壞樁頂，否則會 得到劣質(zhì)的信號。沖擊用力過大，將會產(chǎn)生振蕩信號，這是應該避免的。如果能產(chǎn)生足夠的 能量以得到樁底的反射、 柔和的錘擊且信號較為平滑是更可取的。 若信號虛弱， 則試著增大 增益倍數(shù)來增強信號。 上述因素的最佳組合將得到最好的實測數(shù)據(jù)， 由此得到最準確的解釋 結(jié)果。1.4 信號采集在記錄的起始階段，力和速度信號由沖擊脈沖決

13、定。沖擊脈沖的持續(xù)時間也稱為脈沖 寬度。 當錘由樁頂回彈后力就返回至零。 速度信號理想情況下趨于返回零， 但也可能存在反 射。理想情況下，完整樁的速度記錄為開始沖擊脈沖，隨后沿時間軸平零響應，最后看到 與沖擊脈沖相似的樁底反射。 實際上通常存在樁側(cè)摩阻力， 使得速度曲線在沖擊作用后向負 向移動并減小后期反射的幅值。為了識別反射位置必須正確輸入波速C。如果樁底反射清晰且準確知道樁長，可通過調(diào)整波速以使樁底的反射信號出現(xiàn)在樁底距離 L 處，從而得到準確的波速。但樁底反射往往 由于大的或多個樁身阻抗變化而不能清晰地觀測到。同樣，如果波速已知且樁底反射清晰， 可通過調(diào)整樁長以使樁底的反射信號出現(xiàn)在樁底

14、距離 L 處，從而得到準確的樁長 L 。樁長往 往是變化的，特別對于鉆孔樁來講。如果樁身存在嚴重缺陷、斷裂或機械接樁縫隙，應力波 就不能通過這些界面，故只能對這些界面之上的樁身完整性作評價。如果樁底反射不明顯，則試驗只能是部分地成功。大多數(shù)嚴重缺陷都出現(xiàn)在樁身上部。 如果缺陷之上部分的側(cè)摩阻力足夠大， 較深部的缺陷往往被認為并不嚴重。 但是大缺陷總是 要分析原因的。 為了識別大直徑鉆孔灌注樁樁頂附近的局部缺陷， 測試時應選擇周邊幾個位 置和中心處進行測試。1.5 后處理、報告及存檔數(shù)據(jù)一旦采集到， 就應使用 PITTM Collector 進行仔細地后處理及信號增強分析， 對所有 記錄應繪制圖

15、形并放進報告中。PIT TM Collector 采集并臨時儲存數(shù)據(jù)。要想存檔或進一步分析處理，這些數(shù)據(jù)應傳至計 算機、軟盤或其它適于保存的介質(zhì)。1.6 專家提示推薦進行足夠的樁試驗來確定平均的或正常的記錄。不正常的記錄需要進一步分析評 價。試驗數(shù)量取決于基礎結(jié)構(gòu)類型。對于單樁單柱的樁，所有樁都應測試。PIT TM Collector可以方便地測試大量的樁。對于群樁中的樁，至少應有一個代表樁被測試。施工過程中進行檢測也是推薦的測試方法。如果工程采用鉆孔樁或螺旋樁，混凝土應 有足夠的休止期來硬化，通常一周或 5 天后才能進行試驗。打入樁施工后可以立即檢測。 對 于大項目、每周測試一天可以在早期發(fā)

16、現(xiàn)問題。如果發(fā)現(xiàn)問題可以以最少的費用進行彌補， 因為施工設備仍在現(xiàn)場且出問題的地方可以到達。 為此后續(xù)施工如板、 梁、柱可以如期進行。 若等待所有樁施工完再進行檢測，如發(fā)現(xiàn)問題則會化費更高費用去修補并耽擱工期。如果來自樁底以上的反射清晰，應回答如下問題：a樁底反射能看到了嗎？如能、則在一定程度上表明樁身至少是連成一體，荷載能夠傳到樁底。但要小心，因為樁底信號有可能是來自樁身中部阻抗變化引起 的二次反射。二次、三次和其它多次反射的可能性必須考慮。b相鄰的樁有相似的反射嗎？土層結(jié)構(gòu)可以影響反射信號和樁身形狀。例如，松散的顆粒層在鉆孔時容易塌方，造成孔徑增大樁橫截面積增大。 （如果下層土 硬而粘，樁

17、身面積變小至正常狀態(tài)時產(chǎn)生反射，由此可能誤認為此處存在缺陷 而承載力不足。 ）土層間阻力的變化也會引起反射而誤認為樁身存在缺陷。對 處于同一土層條件下的樁、應注意觀察相鄰樁的反射信號有無相似的反射。c記錄起始段附近看到反射了嗎？早期反射和沖擊脈沖相互疊加可能造成反射信號不清楚或沖擊脈沖畸變。如果沖擊脈沖異常寬，則應使用較小的錘產(chǎn)生較 窄脈沖得到不同的反射。理論上力信號沒有反射，如果可能的話，比較速度和 力信號可更好的發(fā)現(xiàn)早期反射的位置。d施工記錄顯示樁身有問題嗎？打樁觀察、鉆孔和澆注記錄及其它施工記錄常常記錄了現(xiàn)場的障礙物、冷接頭、異常事件及其它實際情況有助于對實測信號的 解釋。PIT TM

18、Collector 是基于低應變完整性測試法而發(fā)展起來的。由于手錘只能產(chǎn)生小的沖擊作用，所以速度和應變都小。如果指定使用高應變法確定承載力，則需采用大的打樁錘和 PDA 打樁分析儀。應該指出的是PITTM Collector或PITtm法一般不能得到實測記錄中沒有包括的信息。樁身缺陷不總是容易識別的。 通常，信號清晰且重復性好的記錄可以確切地得到與大缺陷有關 的樁身阻抗變化。完整性檢測的主要目的是找出樁身中潛在的大缺陷。假設應力波傳播是一維的， 也就是說與樁徑相比樁相當長。對于大直徑樁來講， 如果加速度傳感器安裝位置遠離缺陷，樁頂附近的缺陷就可能測不到。為此應選擇多個位置進行測試。 PITTM

19、 Collector 采集到時間域信號，其解釋方法是基于簡單行波及反射理論。帶有力測 試的 PITTM Collector 可以更好地確定樁頂附近的樁身性質(zhì)。既測速度又測力比只測速度更好。 對于單速度測試系統(tǒng)， 輸入脈沖寬度是唯一能用來幫 助發(fā)現(xiàn)在樁頂附近的缺陷問題的信息， 因此只測速度時要仔細考慮這個脈沖寬度。 一個樁的 速度脈沖與相同錘敲擊得到的其它試樁相比寬時， 應懷疑該樁頂附近可能有缺陷。 如果可能 的話，采用一個較小的錘激發(fā)較短的沖擊脈沖，這樣有助于區(qū)分早期反射。平面波反射技術(shù)可用來探測各種樁身的異特定情況下的適用性應由專家進行評價。取決于土體強度、 樁身尺寸及均勻性等因素， 常變化

20、。該技術(shù)的局限性已在不少實用文獻中闡明。1.7 解釋應該清楚地明白、該方法的主要目的是找出樁身中的嚴重缺陷。用此方法，小缺陷很 難檢測到（好在小缺陷對樁的整體承載能力影響很小，因為通常是土層的承載力起決定因 素）。因為此試驗法費用低，故可對指定現(xiàn)場內(nèi)全部樁基進行檢測。因不需要預埋聲測管或 其它事先的編制計劃、施工完成后亦可指定使用該方法測試。雖然加速度曲線可直接解釋，但常常將其積分成速度曲線以顯示更加詳細地有可能忽 略地內(nèi)容。 力和速度在記錄開始階段都是正值。 當錘由樁頂回彈后力信號返回至零。 理想完 整樁身的記錄應為起始沖擊脈沖（正相） ，隨后沿時間軸平零響應，最后樁底反射。實際上 通常存在

21、樁側(cè)摩阻力吸收能量， 使得速度記錄在沖擊作用后向負向移動。 對于相對軟弱土層 （與混凝土強度相比）中的剛性混凝土樁，樁底反射將與入射波同相（正向）。對于固定端的樁（如嵌巖樁），樁底反射與入射波反向（負向）其它在速度記錄中觀測到的反射是由樁身阻抗變化引起的，阻抗為EX A+ C,其中E為彈性模量，A為橫截面積，C為應力波速。這些反射既可能由截面積變化引起也可能由樁身 材質(zhì)引起。阻抗減小產(chǎn)生正向反射（與輸入脈沖相同）；阻抗增大產(chǎn)生負向反射（與輸入脈沖反向）。阻抗局部減?。s徑）將產(chǎn)生正向反射而緊隨其后負向反射（正負循環(huán)）。阻抗局部增大（擴徑）將產(chǎn)生負向反射而緊隨其后正向反射（負正循環(huán)）。所有的反射

22、都必須進行解釋以確定有關阻抗變化是可接受的還是樁身存在嚴重缺陷。反射幅值與阻抗變化的大小有關。圖1和圖2列舉了樁形變化和土阻力對速度波形的影響的幾個例子。阻力大小R （低、中或高）會影響反射的幅值；阻抗變化大小也會對反射產(chǎn)生同樣的影響。 更多的示例參見附 錄和技術(shù)論文。9#圖1低應變示例-利用CAPWA得到不同程度樁身缺陷和樁側(cè)摩阻力對所測速度波形的影響#10 Hl . & Lo圖2低應變示例-利用CAPWA得到各種阻抗截面模擬速度波形對多個記錄的平均處理很容易去除隨機噪聲。樁頂附近、即使很小的缺陷都可能引入高頻信號使得測的速度波形發(fā)生畸變，為此可采用多個試驗點和敲擊點來消除這個影響。

23、對于大直徑樁，也應采用測試幾個不同位置來檢查樁頂附近的局部缺陷。土阻力和差的混凝土質(zhì)量常常是完整性檢測成功的最大障礙，因為它們消耗應力波能 量。沿時間軸的指數(shù)放大方法有助于克服這些問題，但樁身深部的反射應清晰。晚期作用到樁頂?shù)恼駝佑捎谥笖?shù)放大也被放大且變形，因此放大后波形解釋應特別仔細。放大倍數(shù)在同一工地類似樁長的樁上最好保持一致，樁底反射（如果有）的幅值與入射脈沖相似。如果信 號振蕩，試著較軟的錘擊或減小其它可能的振蕩來源。為了識別樁身截面積變化位置或樁底，須假設一個波速。對于長樁或多阻抗變化樁、很難得到清楚地樁底反射。 如果樁底反射清晰且樁長已知， 則可得到波速。樁長通常是變化的， 特別是

24、鉆孔樁。如果樁身有嚴重缺陷、裂隙或機械接樁空隙，應力波就不能通過這些界面， 故只能對這些界面之上的樁身質(zhì)量進行評價。如果樁底反射不明顯， 則試驗只能算部分成功。 大多數(shù)嚴重缺陷處于樁身上部。如果缺陷之上部分的側(cè)摩阻力足夠大，較深部的缺陷往往被認為不會導致嚴重后果。但是大缺陷總是要分析原因的。為了識別大直徑鉆孔灌注樁樁頂附近的局部缺陷，測試時應選擇周邊幾個位置和中心處進行測試。1.8 使用、解釋和總結(jié)下面是使用和解釋的幾個簡單的一般規(guī)則。這些程序規(guī)則主要針對常用的鉆孔樁 或 CFA （螺旋鉆孔）樁?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集工作是極其重要的（正如本手冊強調(diào)） ，只有采集好數(shù)據(jù)，后期的處理分 析才有意義。 加速

25、度傳感器必須牢固地安裝在樁頂。 可能應該在不同組數(shù)據(jù)采集之間重新固 定傳感器以保證其牢固連接。 應目測樁頂混凝土保證平整堅實。 如果看到不堅固平整的混凝 土應在試驗前去除（砍掉樁頂） 。對任一試樁來講，應測試多個記錄，這樣可以比較信號的 一致性。對于多樁工程和大工程，通常比較不同試樁的結(jié)果及異常情況有助于解釋。在同一工 程中、 長度接近的樁上使用相同的放大倍數(shù)。 放大倍數(shù)選擇為使樁底反射幅值與輸入脈沖幅 值相似。 如果樁的強度大于土的強度， 樁底反射與輸入脈沖方向相同。 如果是嵌巖樁或高土 阻力樁，樁底反射與輸入脈沖反向。注意：沿樁身的缺陷（截面或強度減?。┯小罢颉狈瓷洌ㄅc輸入速度脈沖同向）

26、。如果存在局部缺陷（阻抗減小，如剛度減小或截面積減?。?，將出現(xiàn)正 -負循環(huán)。局部擴徑（截 面增大）將出現(xiàn)負 -正循環(huán)。樁頂附近的缺陷反射信號疊加到輸入脈沖上，使得解釋困難。 但幸運的是， 若缺陷在樁表面附近， 多數(shù)情況下都可能被挖開以進一步觀察確認。 緩慢變化 的信號通常由土阻力引起，且使曲線負向移動（與輸入脈沖反向） 。對于大直徑樁，你應該在樁頂測試多個位置來查找局部缺陷。脈沖寬度非常重要（特 別對單速度測試時） ，樁頂附近的缺陷疊加到輸入脈沖上，使得實測脈沖寬度比正常脈沖要 寬。PIT TM 是測試樁身完整性的一個工具。某些情況下、很難對某一特定樁的測試結(jié)果作出 確定的結(jié)論， 此時通常要

27、參考施工記錄和土層剖面資料。 參閱施工記錄和實際澆注的混凝土 體積并與PITTM記錄進行比較。將PIT記錄與土層剖面作比較， 觀察實測記錄中有無一致性 特征。比如，軟土可使樁身截面增大，緊跟著經(jīng)過硬土層樁身截面回到正常尺寸，但從實測 曲線看上去有阻抗相對變小的反射。PITTM 的目的是尋找大缺陷；小缺陷可能測不到或可能不重要（如小缺陷出現(xiàn)在一個摩 擦樁較深的位置，到此位置荷載已被土阻力消減到很小值）。低通濾波 LO （或平滑）不能設定太高的值（ 2m 或以下為好） ，高通濾波 HI 不能設定 太低的值（ 50m 或以上為好） ，這樣整個記錄才不會有太大的畸變。2 信號處理提供了幾個模擬的和數(shù)字

28、的處理功能以幫助數(shù)據(jù)采集和信號改善。2.1 信號調(diào)節(jié)PIT TM Collector 采用了幾個數(shù)字處理技術(shù)來控制數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。2.1.1 數(shù)字化頻率所有信號有相同的采樣點數(shù)。對于長樁，通過減少數(shù)字化頻率來擴展時間范圍。對于 短樁， 可提高數(shù)字化頻率， 從而得到高的分辨率。 采樣時所采用的數(shù)字化頻率對每根樁都可 能不一樣；其值與波速和樁長之比成正比，但最終取決于一系列事先內(nèi)定的值。2.1.2 最佳幅值分辨率模擬信號進行放大以達到 16位分辨率。這樣即使一個小信號其編碼也能超過6 萬個采樣點。 用戶可指定一個放大器的增益值。 隨后的所有處理都將此增益值考慮進去， 故不需調(diào) 整最終的幅值。同時噪音

29、也被放大，故使用增益時要小心。 （見 4.14 節(jié)）2.1.3 合格性低應變錘擊作用不能使樁身產(chǎn)生移動，且實測曲線在樁底反射后很少有大的反射。假 設樁的凈位移為零且實測信號從沖擊至結(jié)束記錄完整， 則總加速度應為零。 若不為零， 說明 錘擊不好或采集過程中可能有一些異常情況。為確定信號的好壞， PITTM Collector 檢驗采集的信號是否滿足以下條件：1）總的加速度應為零； 2）信號幅值應在整個數(shù)字化范圍的10%到 90%之間。如不能滿足，則認為可能有問題，將顯示所測曲線以便讓用戶來確定是否保留。用戶也可設定讓PIT TM Collector來自動選擇，此時 PITTM Collector

30、 將不保存任何有嫌疑的信號。 （見 5.1 節(jié)）2.1.4 平均多個信號平均是消除隨機噪音最正確的方法。噪音平均為零則有效信號增強。采集數(shù) 據(jù)前儀器應設置記錄平均的個數(shù)（見 4.3 節(jié)）。樁頂附近的小缺陷可能會引入高頻成分而使 實測信號畸變。在樁頂不同位置沖擊和采集的信號加以平均可消除這些影響。2.2 信號改善數(shù)字濾波功能可減小噪音，隨時間逐步放大功能可將衰減了的后期反射顯示出來。只有速度信號可用高通濾波和旋轉(zhuǎn)功能進行調(diào)整；之所以要對這樣的速度信號進行高 通濾波和旋轉(zhuǎn)調(diào)整， 原因之一是在將一個好的加速度信號積分成速度信號時用的積分常數(shù)不 對。改進的積分常數(shù)確定方法已使得不太需要這些調(diào)整。2.2

31、.1 放大土阻力和差的混凝土質(zhì)量常常是成功完成完整性檢測的最大障礙，因為它們阻尼應力 波，減小低幅值的后期反射。 樁底反射通常比沖擊脈沖小的多。 通過乘以指數(shù)放大函數(shù)能補 償由于阻尼而造成的速度信號的衰減。放大函數(shù)定義為（ 1）指定放大位置之前的點等于 1；（ 2）樁底之后的點等于一個常數(shù)； （3）從指定位置到樁底是指數(shù)函數(shù)。用戶輸入值包括指數(shù)放大開始位置和最大放大倍數(shù)。只要記錄中包含了有可辨別的深部樁身信號，放大功能可有助于克服這些阻尼問題。 如 果反射信號小于噪音幅值，放大使得噪音信號更大。同時后期出現(xiàn)的振蕩也被放大且變形， 所以放大功能應小心使用。 如果信號振蕩， 試著應用較軟的錘擊或減

32、小其它可能的振蕩來源。放大倍數(shù)對于同一工地相同長度的樁應采用相同的值，或者單獨進行放大處理使得樁 底反射幅值約等于沖擊脈沖。 樁底反射約等于沖擊脈沖幅值通常被認為是補償樁側(cè)土阻尼的 作用。2.2.2 噪音濾波低通和高通濾波可消除信號中無用的頻率成分。低通濾波可消除高頻噪音，高通濾波 可平滑基線不穩(wěn)定的信號。濾波只是定性的，不必深入了解。這里簡述其操作，詳細細節(jié)參 見有關文獻。PIT TM Collector 采用一階低通和高通濾波算法。 輸入的非零值代表用示意樁刻度來表示 的周期長度，其對應成份的幅值將被衰減30%。將輸入的長度值轉(zhuǎn)換成對應的頻率限定值，需除以波速值的一半。 盡管最終要用的是頻

33、率限定值， 但為了方便用戶， 該參數(shù)用長度來表 示。所用濾波方法本身沒有特殊的地方； 一階 R-C 濾波方法已在很多儀器設備中得到應用。在限定頻率上，兩種濾波方法均將原始信號值衰減到大約70% （V?）,也就是將一半的信號能量吸收而允許另一半通過。 低通濾波法在低于限定頻率的范圍內(nèi)讓大多數(shù)能量通過、 而在 高于限定頻率的范圍內(nèi)將大多數(shù)能量吸收。 與其相反， 高通濾波法在高于限定頻率的范圍內(nèi) 讓大多數(shù)能量通過。低通濾波法在這里的應用很直接地且適用于通常要用低通濾波的情形，而高通濾波法 在這里的應用具有特殊性； 只能用于通過積分而得到的速度信號， 并且， 只施加到?jīng)_擊脈沖 以后的那部分信號上。如同

34、時用了放大函數(shù)，高通濾波將被施加兩次。2.2.3 旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)用于補償線性基線誤差，有時與積分的速度信號有關。旋轉(zhuǎn)算法通過將一隨時間 變化的線性函數(shù)加到信號上、 從而達到旋轉(zhuǎn)信號的目的。 該線性函數(shù)通過原點和另一個橫坐 標對應樁底反射的點， 該點的縱坐標由用戶給定， 為沖擊脈沖峰幅值的百分數(shù)且有正負之分。 旋轉(zhuǎn)操作只用于積分的速度信號，不能用于加速度或力信號。3 操作建議學習操作 PITTM Collector 的最好方法是在一個實際工地用該儀器采集一些數(shù)據(jù)。 其 它物體如短柱或木樁也可能得到合理的數(shù)據(jù)。 PDI 提供了一些用于演示 PEM 法的模型桿的 波形。為熟悉儀器操作， 你甚至可將傳感器

35、固定在硬地板或桌子上， 用手錘輕輕地敲擊表面， 來假設在實際的現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)。大量的練習可避免現(xiàn)場操作中的一些尷尬。3.1 連接PIT TM Collector 應與傳感器或其它設備連在一起。打開電源前最好確保正確的連接。3.1.1 肩背帶現(xiàn)場操作時，肩背帶應連接到 PIT TM Collector 兩側(cè)的系環(huán)上并保證安全佩戴。3.1.2 傳感器數(shù)據(jù)采集時，傳感器必須正確地安裝。加速度傳感器必須接在標有 A 的接口上。如果 使用了力錘或第二道加速度傳感器，它必須接在標有 F 的接口上。測每根樁時都需要使用 粘結(jié)材料將傳感器和樁頂耦合在一起。傳感器不必重新處理或充電。3.1.3 電源PIT TM

36、Collector 采用特制的內(nèi)置電池組提供電源。 用戶應了解它的一些使用限制及維護 保養(yǎng)方法（見 7.3 節(jié)）。野外使用前須充滿電。PIT TM Collector 的側(cè)面有一個電源輸入接口，它可以連接外部電源。儀器還提供了一個 充電器，將充電器連到該接口即為電池組充電，也為 PIT TM Collector 的操作提供電源。充電器要求100220伏AC電源。充電時，必須在室內(nèi)使用。施工環(huán)境下不能充電， 那將會使電子元件產(chǎn)生故障。野外數(shù)據(jù)采集時應使用電池組供電。PDI 公司對沒按上述方法使用外部電源而造成的損傷、死亡、 毀壞、燃燒或其它不幸事 件不負任何責任。關于如何聰明地使用電池的提示：如

37、果充滿五小時，所用的電池能供使用八小時。在 做現(xiàn)場測試或演示設備使用前、 應對電池充滿電。 最好在前一個工作日結(jié)束時開始徹夜充電。3.2 圖形用戶界面液晶顯示器為觸摸屏幕，支持圖形用戶界面（GUI ）。3.2.1 顯示液晶顯示器（LCD ）分辨率為640像素X 480像素。像素也可黑白單色顯示。3.2.2 對比度調(diào)整操作時可根據(jù)不同感光條件調(diào)節(jié)對比度達到舒適的視覺效果。對比度控制鈕在測試儀的右邊。3.2.3 觸摸屏幕觸摸屏幕是點擊設備，由一個對壓力敏感的透明膜構(gòu)成。這個膜很軟，小心不要損壞它。3.3 打開電源當打開電源時，屏幕明暗顯示幾次后引導屏幕就回會顯示。如果超過30 秒且調(diào)整完對比度（見

38、 3.2.2 節(jié)）后屏幕仍沒有被激活，則應懷疑電池或電源連接有問題（見 3.1.1 節(jié)）。正常初始化后，將出現(xiàn)引導屏幕，如圖 3 所示。屏幕底部顯示了軟件的版本號。按屏幕上部任一地方可進入主屏幕（見 4 節(jié)）。若按屏幕下部可調(diào)用軟件升級功能。如果引導屏 幕在 60 秒鐘之內(nèi)沒有任何操作，則儀器自動進入標定屏幕。圖3 打開電源屏幕331升級軟件由引導屏幕可進入軟件升級屏幕。一旦激活該功能，你將使儀器處于“升級”模式， 當重新開機時，引導軟件將搜索新的軟件程序。升級軟件可從PDI網(wǎng)站下載。新軟件必須從閃卡進行安裝。打開電源前確保閃卡完全置于插槽內(nèi)。你可感覺到并聽到一嘀嗒聲。3.4 一般工具一些工具

39、在很多地方都要使用。數(shù)據(jù)輸入工具用于鍵入文本、指定數(shù)字或設定時鐘。3.4.1設定時鐘時鐘必須正確地設定。時鐘在電源關閉時仍然保持時間。時鐘可由用戶在操作時設定（如圖4所示）。通過按相應框內(nèi)的左（-）和右（+）鍵調(diào)節(jié)時間和日期。當期望的時間和 日期設定好后，則按 OK鈕。如果你不想更新時鐘，即使在改變顯示值后，按ESC鈕可保持當前時間而放棄新值。圖4時鐘設定屏幕342輸入字母和數(shù)字使用字母輸入功能輸入工程名和其它描述性內(nèi)容。如圖5所示觸摸屏幕提供了這個工具。當用戶通過按觸摸屏幕適當?shù)奈恢幂斎胱帜?，組成的字符串就顯示在頂部與第二行鍵之間的空白區(qū)。按任一字母、數(shù)字或標點鍵都會將相應的字符插入字符串里

40、。二 LdjJ 到滋&勺 LLL1FURTHER INFORMATIONXX& X亠m rxm圖5字母數(shù)字輸入屏幕（標準鍵盤）按SPACE鍵插入一空字符。按 -左鍵和t右鍵將光標定位字符串。 DEL鍵可完成退 格和刪除功能，按下后立即刪除光標左邊的字符。如果你想重新輸入，按CLR鍵刪除所有字符串中的字符。新輸入的字母插入到光標的左邊。鍵KEY可重新定義鍵盤。如果鍵盤處于標準模式，當按KEY鍵后，鍵盤則變?yōu)镼WERTY模式，反之亦然。QWERTY模式輸入屏幕（如圖 6所示）在功能上與標準輸入屏幕相同。17圖6子母數(shù)子輸入屏幕（Qwerty標準打子機鍵盤）注意有些標點的位置考慮到Q

41、WERTY鍵對齊問題進行了調(diào)整。一些特殊的字符鍵不能用于工程名，這符合標準文件命名規(guī)定。0K鍵可接受新鍵入的字符串，ESC鍵放棄新輸入的字符串并保持老的字符串數(shù)據(jù)。343輸入數(shù)字/二進制數(shù)據(jù)當輸入新值時，則顯示在左邊中間的輸入框中。按任一數(shù)字鍵都將相應的數(shù)字追加至一輸入的數(shù)字右邊。當按下小數(shù)點（）鍵時，只要輸入框中沒有小數(shù)點，它也將追加至數(shù)字的右邊。左鍵（J）刪除最右邊的字符。如果輸入?yún)?shù)允許出現(xiàn)負值且左邊中間的輸入框是空的，則屏幕中左鍵就臨時變成了負號鍵（-）。當按下負號鍵（-），負號就出現(xiàn)在輸入框的第一個字母的位置上；然后負號鍵就變成刪除鍵。故負號鍵和刪除鍵不能同時存在。CLR鍵清除所有輸

42、入框中的字符。ESC鍵放棄當前為未保存的新數(shù)值返回前一個菜單。只要輸入?yún)?shù)沒有超出允許的最大值和最小值范圍，按0K鍵即可接受新數(shù)值。如果此值超出范圍，軟件將用最大值或最小值代替用戶輸入值并給用戶一個提示。增益值選取可在二進制數(shù)據(jù)輸入屏幕進行（如圖8時示）。AG148J64128ACC GAINESCOK圖8二進制數(shù)據(jù)輸入屏幕4主菜單主菜單屏幕（如圖 9所示）分成六個塊或鍵。按某一塊或鍵就會進入相應功能的操作 屏幕。下面詳細描述這些塊或鍵所對應的功能。| VELV+FACCV+VESCOKFiflufe 10 Mede Selection Screen *lr&fO.O圖9主菜單屏幕4.

43、1日期/時間屏幕左上角顯示框中可以看到當前的日期和時間。按該框中任一處可激活時鐘設定功 能（見3.4.1節(jié)）。4.2工程標題屏幕右上角顯示了當前工程名。當重新啟動時，軟件自動尋找上一次修改過的工程文件并用此作為當前工程名。如果 沒有找到任何工程文件，則將當前日期（以 YYYYMMDD 格式）作為當前缺省的工程名。OK按工程名框任一處進入字母數(shù)字參數(shù)入屏幕（見3.4.2節(jié)）。用戶輸入新工程名后按鍵，就創(chuàng)建了新的工程文件夾。如果工程名已經(jīng)存在了，屏幕將會提示。214.3單位制單位制切換鍵位于屏幕中間的左邊，可用來選擇測試系統(tǒng)的單位制。儀器提供的單位 制有SI、ENGLISH或METRIC，它們分別

44、表示標準國際單位、英制和米制。4.4模式屏幕中間的右邊顯示了信號提取和處理模式選擇。用戶按此鍵可進入和改變信號提取 模式（如圖10所示）。當進入該菜單后，當前所選模式會加亮顯示。用戶可根據(jù)需求選擇自 己期望的模式。下面描述這些模式的意義：ACC-采集加速度信號VEL-采集加速度信號，然后積分成速度信號。這是常用優(yōu)選的采集模式。V+F-加速度傳感器連接至 A通道，力錘連接至 F通道。前者積分成速度信號，后者乘 以垂質(zhì)量除以阻抗得到一個期望的速度曲線。V+V-同時測試兩個加速度信號，一個連接至A通道，另一個連接至 F通道。然后將它們都積分成速度信號。注意：V+F和V+V模式只適用用于有兩個通道的儀

45、器。4.5選擇工程/樁屏幕左下角用文件夾圖標表示的是已完成的工程和樁的選擇鍵。點擊該區(qū)域可進入瀏 覽工程屏幕（如圖11所示）。NAMEDA7I2000022002 0S 111200208032002 Q8 14200208042002 08 14200208052002 0B 142D02GBO62002 08 14200208072002 OS 142OD2O0OS2002 08 H200209092002 OS 14200206102002 08 M'i阪冋兩pF|Tprpir冋圖11工程瀏覽屏幕23工程數(shù)據(jù)儲存在 PCMCIA 閃卡上。儲存在閃卡上的工程數(shù)量取決于使用卡的存儲量

46、、每個工程采集的數(shù)據(jù)量及所選工程 命名系統(tǒng)。為了使 PCCARD 的存儲量最大化，限制文件名最多 8 個（大寫）字母且擴展名 最多 3 個（大寫）字母。（軟件自動確定擴展名并使用 3 個大寫字母。 ）任何文件名字中都不 允許使用非 OEM 字符。不遵循這些標準的文件名要求 PCCARD 上多于一個物理文件夾。PIT TM 支持 PCMCIA 閃卡的熱交換技術(shù)。如果有許多工程，列表右邊會出現(xiàn)一個滾動條。用戶可用此滾動條或箭頭鍵選擇期望 的工程。 雙箭頭鍵可完成向上翻頁和向下翻頁功能， 單箭頭鍵可完成向上移動一行和向下移 動一行功能。EDIT 鍵可進入字母數(shù)字鍵盤（見 3.4.2 節(jié)）。使用這個鍵

47、盤，用戶可改變當前工程名。ESC 鍵可返回主菜單。當前工程名不會改變，除非用戶完成了編輯工程名或進入了樁 選擇屏幕。OK 鍵進入樁選擇屏幕（如圖 12 所示）。如當前工程中已有樁了，則樁名被列在該屏幕 上。ESC 、EDIT 和箭頭鍵的功能與瀏覽工程屏幕相同。 DEL 鍵允許用戶刪除當前所選的樁 或文件。 OK 鍵可使用戶進入數(shù)據(jù)分析屏幕（見 6 節(jié)）（如果有數(shù)據(jù)的話） 或返回主屏幕（如果沒有工程文件） 。圖 12 樁選擇屏幕4.6樁信息在屏幕右下角有一個手錘圖標，點擊該區(qū)域可進入標題菜單（如圖13所示）。在該屏幕中用戶可編輯樁號（PN）、工程名（PJ）、信息（i）、錘和加速度信息（由羅盤表示

48、）及 每秒采樣率（SPS）。選項PN、PJ和i可激活字母數(shù)字鍵盤（見 3.4.2節(jié)）。軟件提供了一個 特殊的+和-功能鍵用于樁號的順序遞增或遞減。羅盤鍵可讓用戶通過在屏幕上進行選擇以記錄錘擊和加速度傳感器位置（見461節(jié)）。SPS鍵可在50K、100K和150K之間切換選擇每秒采樣率。實際的采樣率將由WS和LE計算而得。ESC將讓用戶返回到前一個菜單， 0K鍵將讓用戶進入?yún)?shù)菜單（見462節(jié)）。FURTHER INFORMATIONTESTPILENEWTROJECTMaxSPS50K> Max LE 1541 mOK圖13標題菜單4.6.1錘擊和加速度傳感器信息由此屏幕用戶通過選擇正確

49、的方向符號來記錄加速度傳感器所處位置和錘擊區(qū)域。注意：方向SW、SE、NW和NE雖然沒有顯示出來，但也可以使用。錘重可以按左下角區(qū)域進行編輯。用戶既可從菜單中預設的錘重進行選擇，又可輸入新值（按USER鍵）。注意:該屏幕輸入的值對錘重參數(shù)影響很大（見4.6214 ）。CLR將清除屏幕頂部的輸入內(nèi)容。ESC返回上一個菜單且不保存任何變化。0K返回上一個菜單且保存所有變化。輸入的錘擊和加速度傳感器信息取決于當前所選模式。26在V+F模式下，屏幕如圖14所示。同樣在任何單通道測試模式下，加速度傳感器（第一個）位置在先，錘擊位置緊隨其后。在 V+V模式下，錘擊位置可切換成第二個加速度傳 感器位置。屏幕

50、的左下角有一個切換開關，可以從第二個加速度傳感器位置改變?yōu)殄N擊位置。ACC-C, FOR-Nf WT 53.4 NACC . NW C ESFOR L.N W C Es11 (HWT 514 NCLRESCOK J圖14錘擊和加速度傳感器信息屏幕4.6.2參數(shù)菜單顯示的參數(shù)菜單取決于當前所選模式，參見圖15、圖16和圖17。WS m/sj4000LE mj9.22ARcrrT2_|7854.0AC g/v 1Z0AG8X#BL6ESCOK圖15參數(shù)菜單-加速度和速度模式ws m/s4000LEm9.22AR cmA27854.0LI mAC g/vAGQ.0017.08XL2mA2C g/VA

51、2G0.001Z08X#BL6ESCOK圖16參數(shù)菜單-雙速度模式WS m/s4000LE m9.22AR cmA27854.0AC g/V17.0AG8XWTNFCg/vFG26.701000,01 X#BL6ESCOK圖17參數(shù)菜單-速度加力模式第二個速度參數(shù)輸入鍵（見462.8至462.10節(jié)）只能在選擇了雙通道測試時方可使用。雙速度測試時將第二個加速度傳感器A2連接到標有F的插槽上，并使用這里介紹的功能鍵輸入該傳感器的標定系數(shù)。必要時，對每個試樁都應輸入兩個加速度傳感器的位置及第個傳感器的增益。力參數(shù)輸入鍵只能用于雙通道PITTM 儀器并要求采集力信號時方可使用。力測試使用第二個加速度

52、傳感器安裝在手錘中。 加速度信號乘以錘質(zhì)量 （見 4.6.3.13 節(jié)） 來計算錘擊激發(fā)出的力 F。ESC 鍵使用戶返回前一個菜單。 OK 鍵使用戶進入數(shù)據(jù)采集屏幕（見 5 節(jié)）。4.621 WS波速WS鍵可使用戶指定樁身材料應力波波速C?；炷恋湫偷牟ㄋ僦禐?000m/s （ 13123ft/s ）。4.622 LE-樁長LE鍵可使用戶指定假設的樁全長L。樁長改變后，軟件將會提示用戶設定放大延遲長度（見 4.6.2.3 節(jié)）。4.6.2.3 MD放大延遲此鍵用于指定指數(shù)放大延遲（見 2.2.1 節(jié)）。信號后部到樁底反射乘以指定放大系數(shù)。 在指定延遲（見 4.2.5）之前信號不作放大，而是從指定延遲位置至樁底信號進行指數(shù)放大。4.6.2.4 #BL -錘擊數(shù)此參數(shù)指定采集單條記錄的最大錘擊數(shù)量。 按 BL 鍵可改變此值。 一般 3或 6錘就足夠了，最大允許值為 12。4.6.2.5 AC-加速度傳感器標定系數(shù)此功能是通過數(shù)字鍵盤輸入加速度傳感器的標定系數(shù)。每個傳感器都有各自的標定系 數(shù)，單位為 g/volt ，其中 g 是重力加速度。 PDI 加速度傳感器有序列號及對應的標定系數(shù)。4.6.2.6AG- 加速度傳感器增益這是