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CAPWAP高應(yīng)變信號擬合

在之前的推送中，我們簡單介紹了高應(yīng)變信號CAPWAP擬合流程，以及土模型，還沒有學(xué)習(xí)的小伙伴可以參考我們的文章《【推薦收藏】高應(yīng)變信號CAPWAP擬合流程全解》。

今天通過下面的案例，我們會(huì)對計(jì)算的力和實(shí)測的力進(jìn)行比較，并對Ri進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和討論。結(jié)論同樣也適用于上行波擬合，只不過上行波的計(jì)算與實(shí)測力差值是力曲線的一半。如果是速度擬合，那么差值的符號相反，因?yàn)轱@示出來的速度曲線已經(jīng)乘以了阻抗Z，所以也是力的單位。其中Fm表示實(shí)測的力（measured），F(xiàn)c表示計(jì)算的力（computed）。

#01阻力偏低

如果計(jì)算的力（上行波）曲線與實(shí)測曲線在第3-Ns單元之間基本平行，如圖1所示，那么說明這些單元的總阻力基本上是對的。不過，計(jì)算曲線與實(shí)測曲線的差值，d就代表著前3個(gè)單元必須有所調(diào)整。一般，我們在1，2和3單元上把靜阻力增加d/3（如果是上行波就增加2d/3），就可以得到比較好的效果。

圖1 力曲線擬合，前3個(gè)單元靜阻力偏低

#02阻力偏高

在圖2的例子中，6，7單元上的土阻力過高，應(yīng)該把R6和R7都降低d/2（上行波擬合降低d）。

圖2 靜阻力偏高

#03局部阻力偏低

在圖3的例子中，單元4到6的阻力不夠，所以，RS4，RS5，RS6需要增加d1/3（上行波的話增加2d1/3）。在這幾個(gè)單元增加土阻力，肯定會(huì)使得這段曲線提升，但同時(shí)，也會(huì)影響到后面的曲線。7到11單元的土阻力已經(jīng)偏高了，所以必須將這幾個(gè)單元的土阻力降低（d1+d2）/5（上行波擬合降低2（d1+d2）/5）。

圖3 力曲線擬合顯示4到6單元阻力偏低，而后面阻力偏高

#04靜阻力偏低

在圖4中，2L/C之后，計(jì)算的力偏低。需要將差值的一半（上行波擬合整個(gè)差值）加到總阻力上去，同時(shí)，樁側(cè)阻尼需相應(yīng)減少?；蛘?，也可以增加端阻力。如果增加所有單元的土阻力，會(huì)破壞之前的擬合結(jié)果。

圖4 力曲線擬合，顯示側(cè)阻力擬合良好，但總的靜阻力偏低

#05靜阻力偏高

圖5顯示，計(jì)算的力偏高，所以需要降低靜阻力。因?yàn)閿M合曲線是從大概L/C的位置分開的，所以可以降低后半部分的樁側(cè)阻力，也可以將整個(gè)樁身側(cè)阻力成比例減小，同時(shí)增加一定的樁側(cè)阻尼。

圖5 力曲線擬合，顯示靜阻力偏高

因?yàn)橥磷枘岬挠?jì)算是用單元的速度乘以阻尼系數(shù)，所以當(dāng)應(yīng)力波的峰值經(jīng)過某個(gè)單元時(shí)，其阻尼達(dá)到最大值。所以，阻尼力產(chǎn)生的影響，相比于靜阻力來說，時(shí)間要短的多。阻尼力還能起到過濾高頻振蕩產(chǎn)生的偏移和擬合不好的問題。緊接著2L/C后的曲線特征是使用阻尼的提示：如果擬合中使用了過高的阻尼，而靜阻力不夠，那么計(jì)算曲線在2L/C之后會(huì)偏低。

#06阻尼偏低

圖6中，計(jì)算力曲線在2L/C之后出現(xiàn)大的震蕩。增加阻尼可以使得計(jì)算的力曲線平滑。因?yàn)?L/C之前的擬合已經(jīng)很好了，所以阻尼應(yīng)該加在樁端。如果不行的話（樁端阻尼已經(jīng)很高了），那么就把阻尼加到樁側(cè)，但側(cè)阻力Ri就需要減小，反過來端阻力Rtoe就需要增加。RD和AF功能在這個(gè)過程中就非常有用了。

圖6 力曲線擬合，阻尼偏低

#07阻尼不成比例

圖7中，單元3和4擬合不太好，我們假設(shè)單元6以后已經(jīng)沒有靜阻力可以轉(zhuǎn)移到這里。那么，更好的，可能也是唯一的解決方案就是在單元3和4提高阻尼（可能對應(yīng)一個(gè)粘土層）。如果增加3和/或4單元的靜阻力，可能會(huì)導(dǎo)致單元5及其后的擬合質(zhì)量變差。增加阻尼，阻尼乘子，阻抗或者樁側(cè)土塞都可以改善擬合。這些工具都可以對計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行局部的調(diào)整。

圖7 力曲線擬合，需要局部增加阻尼，或阻尼系數(shù)，或阻抗，或樁側(cè)土塞

弄清楚為什么使用某一個(gè)參數(shù)是非常重要的。如果有非常明顯的臨時(shí)土塞，導(dǎo)致剛度和重量增加，或者樁側(cè)土塞值增加重量，那么使用阻抗變化是合理的。注意，阻尼如果顯示為0則意味著無窮大的Smith阻尼系數(shù)。上層土靜阻力較低，粘滯性較明顯，則可以增加阻尼系數(shù)。在模擬樁靴的摩擦力作用時(shí)，額外的阻尼就比較有用，因?yàn)檫@種情況下，靜阻力一般很低（甚至為零），而動(dòng)阻力則比較明顯。而阻尼乘子，在已知某一土層的阻尼相比其他土層明顯高的時(shí)候比較有用。

#08(卸載)彈限調(diào)整優(yōu)化曲線后部擬合

圖8顯示，曲線尾部計(jì)算力曲線高于實(shí)測曲線?？梢酝ㄟ^降低彈限來優(yōu)化擬合。當(dāng)然了，這有可能導(dǎo)致前面的阻力增加，可以通過降低阻尼或者降低靜阻力的方式來補(bǔ)償。不過，降低卸載彈限系數(shù)CS，CT（如果他們目前取值還不是很低），或者增加卸載水平UN（如果UN還沒有設(shè)置為1）可能來的會(huì)更簡單一些。另外也可以嘗試降低靜阻力，或者改變阻尼類型選項(xiàng)OP或SO。

圖8 力曲線擬合，可能需要降低（卸載）彈限

#09彈限調(diào)整使阻力影響延遲

圖9顯示，端阻力指示線A表明端阻力已在2L/C附近充分激發(fā)，如果能把端阻力延遲到B點(diǎn)，則擬合質(zhì)量會(huì)提升。比較大的樁端彈限QT，可能達(dá)到這個(gè)目的。（很多情況下，土隙，TG，和/或樁端阻尼選項(xiàng)，OP=1或2，也有可能改善這種曲線的擬合。

圖9 力曲線擬合，需要增加樁端彈限，將端阻力影響延遲

注：如果樁端最大位移小于彈限，那么有只要減小樁端彈限。只有當(dāng)樁的位移大得多的時(shí)候，我們才會(huì)考慮降低靜的或動(dòng)的阻力。如果在某一單元，樁的位移遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于彈限，那么計(jì)算的樁承載力可能會(huì)有錯(cuò)（靜阻力未充分激發(fā)）。