高应变拟合软件说明书.doc

PSP_WAP软件安装
(1) 开机前将USB软件狗插到计算机USB接口，安装软件狗驱动程序Instdrv；
(2) 点击高应变拟合安装程序PspWapSetup，便可对软件进行安装，安装过程同低应变拟合软件；
(3) 安装完毕后会在桌面上生成PSP-WAP快捷方式，软件运行后，会在C盘根目录下生成psp. Pil、psp. Sol以及WapFrmSize这两个文件，它们分别用来保存设置的桩传感器灵敏度系数\沿桩身分层土性参数及程序各窗口尺寸。若文件被删除，则参数会按缺省设置。

PSP_WAP功能简介
PSP_WAP主菜单有：
文件、信号处理、CASE法分析、桩土模型、拟合分析、帮助。
(1)文件：
打开：用于读取实测数据文件、CASE法计算结果(*.CAS)及拟合结果文件(*.RES)。实测数据文件的格式有FD掌上宝系列(*.DAT)、岩海RS系列（*.113;*.165）、PAK(3.0) (*.000)、平岱公司(*.Q00)及RSM24CASE(*.RSM)。若要打开的文件名已存在于该菜单的文件栏中，点击文件栏文件也可将文件读出。
存盘：存储CASE结果及拟合分析结果。
打印机设置：用于打印机选择及打印纸尺寸大小选择一个新的打印设备在使用之前必须安装打印驱动程序，建议用A4纸。
CASE法结果打印：打印CASE计算结果。
拟合结果图表打印：打印拟合结果图及相应的数据表。
拟合结果图打印：只打印拟合结果图。
CAPWAP/C结果表打印：将拟合结果以CAPWAP/C格式输出。
退出：退出PSP-WAP分析软件，并将调整后的窗口尺寸存储到文件WapFrmSize。
(2)信号处理：
主要是从九种不同组合的波形中挑选一个最佳的组合，并由实测信号确定波速；对实测信号进行校正；对信号进行放大等处理。
(3)CASE法分析：
最大阻尼系数法(RSP)：提供最大阻尼系数法(RSP)得到的CASE结果。
最大阻力法(RMX)：提供最大阻力法(RMX)得到的CASE结果。
卸载法(RSU)：提供卸载法(RSU)得到的CASE结果。
CASE阻尼系数推荐值：不同土性CASE阻尼系数推荐值及不同阻尼系数CASE法计算的Rs(t)
CASE法计算结果预览：预览由以上三种方法中任一方法得到的CASE结果。
(4)桩土模型：
桩侧Smith模型：桩侧桩土相互作用采用Smith模型（推荐使用）。
桩侧改进模型：桩侧桩土相互作用采用改进模型。
桩底Smith模型：桩底桩土相互作用采用Smith模型（推荐使用）
桩底改进模型：桩底桩土相互作用采用改进模型。
(5)拟合分析：
通过自动或人工干预的方法对波形进行拟合分析进而确定有关的桩土参数。
(6)帮助：
程序中有关操作也可通过帮助文件来了解。
测试信号分析
1、参数设置
PSP-WAP运行后，出现程序首页：

图II-1 PSP_WAP 首页
点击后出现程序主界面，从文件子菜单中打开数据文件，见图II-2。先选择正确的目录和文件扩展名，然后从中选定待分析数据文件，见图II-3。

图II-2 PSP_WAP主界面

图II-3 选择文件类型及文件
文件确认后，便会出现文件有关参数设置，见图II-4、II-5。桩有圆桩、方桩两种类型。圆桩有灌注桩（实心）、管桩两种，当内径设置为零时，表示实心桩，设置成非零值表示管桩的内径，外径、内径均指传感器的安装位置截面内外直径。对方桩，需输入截面长、宽尺寸。桩长是指从桩顶面至桩底面的长度。有效桩长是指传感器的安装面到桩底面的长度，在实际分析中用的就是有效长度。阻尼比表示桩体材料阻尼，材料刚度越低，阻尼比越大，由于阻尼比难以试验确定，在一般情况设置为零或0.02。波速值由后面的F、ZV波形或上、下行波来确定，在该处可以不设置。一般混凝土桩，桩体密度为2400kg/m3～2500kg/m3之间，钢桩则密度为7850 kg/m3左右。加速度灵敏度按传感器的标定书上输入，注意加速度计灵敏系数为pc/g，若标定单位为pc/m/s2，则应在该值上再乘以一个9.81。应变计灵敏系数按标定书上该型号仪器值输入。

图II-4圆桩参数输入 图II-5方桩参数输入

2、 波形选择
参数确认之后，左上角为当前分析的波形，下方为4条波形九种组合，缺损的分析波形为平均得力波形及质点速度波形，见图II-6。

图II-6 波形数据的九种组合
假设传感器的一侧称作“1”，另一侧称作“2”，则信号组合有以下几种V1—F1、V1—F2、V1—(F1+F2)/2；V2—F1、V2—F2、V2—(F1+F2)/2；(V1 +V2)/2—F1、(V1 +V2)/2—F2、(V1 +V2)/2—(F1+F2)/2。注意这九种组合只针对*.DAT或*.RSM数据格式，其它格式如*.000，因存储的结果已经是平均速度和平均力，也就是没有其它选择，但为了程序的美观，仍给出九种相同的组合。
为了消除锤击过程不对中造成的一边受拉一边受压的影响，一般应选择平均速度和平均力。但在实际中，我们可能会碰到，因实验安装或其它无法抗拒的原因，一侧信号很差，甚至没有，而另一侧实测信号却较好；或者一侧只有一道信号质量较高，采用平均的方法无疑是不合理的，因为平均只能修正一边受拉或一边受压的影响。在桩锤对心碰撞情况下，两侧实测信号应比较接近，选择一侧F、V曲线作为分析曲线或两侧信号不同组合是可行的。点击某一组合波形该波形便会在分析框中。
波形的选择应参考以下的几个方面因素：
(1) 力和速度波形起跃时间应一致，时间上不应有滞后现象。若波形有滞后现象可能是传感器安装位置混凝土比较疏松或者力传感器安装公差较大；或与桩面耦合不紧所致。若时间上有微小的滞后现象可以通过水平滚动条来修正。
(2) 波形起跃应较陡，这有利于用峰值或上、下行波的下降沿及上升沿来判断波速，波速的偏差无论是对CASE法分析，还是拟合分析都会带来较大的误差。波形起跃很缓，可能是锤垫不合适，用沙子作垫层可以提高应力均匀分布程度，特别是沙层较厚时不利于波形起跃，同时它也不利于延长锤击持续时间。除了沙层导致波形起跃过缓外，传感器与桩体的耦合程度，安装处混凝土是否密实，也会导致起跃缓慢，这是因为混凝土密实程度差，相应该处的弹模较小，要作较大的变形才会达到最大受力。
(3) 波形上升沿应基本是重合的，且F与Z·V的峰值基本上接近，这是因为桩端地表土层阻力不是很大，因而上行应力波也较小，此外，波形起跃陡峭，达到最大峰值时间很短，应力波传播距离不大，累积的土阻力也不大，这样，F与Z·V的峰值基本接近。上升沿不重合，F与Z·V的峰值相差较大，或Z·V曲线在F曲线之上，有可能：(a) 在传感器安装截面以下不远处有变波阻抗，若遇到缩颈，Z·V曲线将偏高，若遇到扩径，力曲线将偏高；(b) 速度计安装处与力传感器安装处弹模区别较大，或耦合不好c) 传感器安装的位置距锤击面太近，导致安装面的应力波非平面波；(d) 由于F、Z·V幅值与波速C有关，，因此，波速C的误差也会导致F、Z·V的幅值误差；(e) 正如前面指出的那样，当某道信号严重失真时，用平均方法也会导致F、Z·V幅值误差。在桩底反射波到达之前时间段，若桩身没有阻抗缩小产生拉力波，F曲线一般在Z·V曲线之上。
将光标移至待选择的波形区域，点击，在分析波形显示区域就会显示该选择的波形组合，同时给出该波形的最大冲击力、质点速度、最大位移及自动判读的完整性系数。
Fmax、Vmax、Smax：分别为该波形的最大冲击力、质点速度和最大位移。
F、V、T、X：分别表示光标停留处力值、速度值、时间值以及对应的截面位置（以入射波初始点为基点）。
Lp、AP、Vp：分别表示有效桩长、有效截面积及纵波速。
Rsk：为F(t)与ZV(t)的差值。
CASEJc、Rs：仅在CASE分析才有显示，它表示CASE阻尼系数及CASE阻力。
竖向滚动条：两个竖向滚动条的滚动杆与最大力峰值和Z·Vmax的峰值相对应的。当两者峰值相等时，滚动条的滚动杆所处的水平位置应是平行的。
水平滚动条：用于校正F、V在时间上不同步的误差。
信号处理：对信号进行滤波、归零等处理，详见信号处理部分。
PDA格式：将处理后的波形存储成PDA（*.000）格式，见图II-7。

图II-7 数据存储成PDA格式文件
3、 波速及异常反射分析
将光标移到在分析波形框内，按鼠标右健会弹出一些波形分析菜单，见图II-8。
初始点：在已知桩长之后，根据冲击力波或速度波的起跳点或峰点与桩底反射波的起跳点或峰点时间差可以确定桩混凝土平均纵波速。将光标移到起跳点、峰点按鼠标右键、弹出菜单，选定初始点。若采用峰、峰来确定波速，由于软件对第一个峰点时间已有判断，可不选择初始点。

图II-8波速及异常反射分析界面
定波速：这是在已知有效桩长的情况下，由入射波与反射波时差来预估波速。在右上角输入已知有效桩长，点击一下Lp使其背景色为蓝色，这时就会在右边左下角显示Vp=****，当光标移到桩底反射波峰点（若初始点定为入射波起点，光标应移到桩底反射波起点），按鼠标右键，选择弹出菜单中的定波速，可得到桩身混凝土的平均纵波速，右上角的Vp值也随着改变，见图II-9。

图II-9波速分析
定桩长：这是在已知桩身混凝土平均纵波速的情况下，由入射波与的反射波时差来预估桩长。具体作法是：在右上角Vp的文本框中输入预估的纵波速，然后点击一下Vp，使其背景色为蓝色，这时，就会在右边左下角显示X=****；Lp=****，X表示当前光标对应的时间计算得到的位置，Lp表示若光标为桩底反射得到的桩长，若以入射波起始点为基点，则X=Lp，若以入射波峰点为基点，则X>Lp。当光标移到桩底反射波峰点（若初始点定为入射波起点，光标应移到桩底反射波起点），按鼠标右键，选择弹出菜单中定桩长，便可得到预估的桩长值，右上角Lp的值随着变动，见图II-10。注意反射波特征点的选取必须与入射波特征点相对应，即起点对应起点，峰点对应峰点。

图II-10 桩长分析
异常波起点、异常波峰点：根据高应变的F、ZV波形的异常来确定阻抗变化的位置及程度，正如前面所述的那样，当波阻抗变小，会反射拉应力波，与桩端F迭加后，F变小，质点速度增加；当波阻抗增大，会反射压应力波，F增大，Z·V减小。根据波形这些特征，将光标移至反射波的起点，按鼠标右键，弹出菜单，选择异常波起点，见图II-11。然后将光标移至反射波峰点，按鼠标右键，弹出菜单，选择异常波峰点，这时会在右边一个文本框显示该异常的位置及其程度，见图II-12。

图II-11异常反射波起点判断

图II-12异常反射波峰点判断
异常点取消：取消前面的异常波起点、峰点设置。
F、ZV曲线、上下行波曲线、位移曲线：可以分别给出这三种曲线，位移曲线见图II-13。

图II-13位移曲线
指数放大：对F、Z·V曲线或上、下行波曲线进行指数放大。
还原：将放大的曲线还原为正常。
当选择上、下行波，在桩长或波速已知的情况下便可用上下行波的方法确定桩体材料的平均纵波速或桩长。纵波速是根据下行波的上升沿与上行波的下降沿时间差及桩长来确定波速的。将光标移至下行波的上升沿然后按鼠标右键弹出菜单，选择上升沿，见图II-14；将光标移至上行波的下降沿然后按鼠标右键弹出菜单，选择下降沿，便可确定波速，见图II-15。在波速已知的情况下，将光标移至上行波的下降沿然后按鼠标右键弹出菜单，选择定桩长，便可确定桩长。

图II-14 下行波上升沿

图II-15 上行波下降沿
原始信号预处理
点击原始信号按钮，便可得到两道由实测加速度积分得到速度曲线、位移曲线及两道由应变值计算的冲击力曲线，前两道为对称两侧实测的速度曲线及其积分后得到的位移曲线，后两道由应变值计算的冲击力曲线，见图II-16。
点击某道波形，便可在下面的文本框中得到该道波形的有关参数。如：点击速度波形可以得到该道最大质点速度，最大质点位移及永久位移值；点击力波形可以得到最大冲击力、最大应变值及弹模值。在对波形处理之前，点击波形框，该窗口的波形被选择为待处理的波形。
低通滤波：可以滤去信号中的高频干扰信号，低通滤波频率一般在1000Hz以下。
高通滤波：可以消除信号中低频漂移。高通滤波频率一般在5Hz左右，但不应超过10Hz。
信号滤波：点击确定按钮，便可对选定的波形滤波，确定按钮操作一次便可对波形进行一次滤波，在同样滤波频率下一般可进行多次滤波。
数据还原：恢复至滤波前的原始状态。
返回：退出原始信号处理，进入主界面。
按鼠标键会弹出如下子菜单：
反相：改变该波形的相位，PSP-WAP在读波形时，将相位统一为正相，除非特殊情况，一般勿需反相操作。
归零：将光标停留处波形归零，可在多个位置处进行归零处理。
上移：将波形整体上移。
下移：将波形整体下移。
上旋：以波形的起点为零点，将波形向上旋转。
下旋：以波形的起点为零点，将波形向下旋转。
当波形出现以下一些情况时，要对波进行处理：
(1) 力信号不归零，可能是由仪器的零飘或桥路最初输出不为零造成的；也可能是由安装、锤击造成的。具体的讲，在后一种情况下，力传感器最终处于受压或受拉状态。受压常见于安装位置的混凝土质量低劣，锤击后产生不可恢复的压缩变形；受拉常见于安装位置的混凝土在锤击作用下出现微细裂纹。力传感器安装压力不足，在传力过程中产生相对位置的错动；或者力传感器严重超载，本身产生局部的塑性变形。当然若不归零程度较严重，需找出原因，重新试验。
(2) 永久位移为负值，桩在锤击后应有一定沉降位移，沉降位移可能很小，但决不会为负值，也不会上翅。位移曲线是根据速度曲线一次积分而来，是加速度曲线二次积分来。由于加速度信号存在飘移及干扰，由加速度积分成速度都要作积分修正，如平移，旋转等，或按最小二乘法来修正飘移，这种校正是由计算机来完成的，但在由速度曲线计算位移曲线则不应修正。因此，从位移曲线可以了解速度曲线的修正效果，若位移曲线最终位移为负，应通过平移，旋转等人工方法对速度曲线进行再一次校正。
(3) 信号有高频干扰。在实验过程中，若传感器与桩体侧面耦合不紧，容易迭加高频振荡，此外，桩面不平整，钢筋凸出都会在撞击过程产生应力集中，这样会在信号上产生杂波。
信号处理完毕后，返回进入主界面，对处理后波形组合进行重新选择。
图II-16 原始信号处理

CASE分析
阻尼系数法(RSP)、最大阻力法(RMX)、卸载法(RSU)是目前CASE计算最常用的三种方法，每种方法都有其适用范围。在CASE Jc中输入值，便可得到CASE法计算的静阻力。

图II-17 CASE分析
建议的CASE阻尼系数：给出一些土性的CASE系数建议值。在Jc中输入不同的Jc值，可以得到一组颜色不同的Rs(t)曲线，每种颜色的Rs (t)曲线Jc值用该颜色为背景色的框中数据表示，重置取消前面的设置的Jc值，见图II-18。

图II-18 CASE阻尼系数
由于CASE阻尼系数的选取很难掌握，PDI公司提出了一种自动计算方法(RAU)，该方法不用选取Jc值。对于侧摩较小的桩，当桩底质点速度为零时，无论如何选择Jc值，其计算阻力是不变化。利用当桩底质点速度为零时承载力与Jc无关这一点，也可以估算桩侧摩阻较小桩RSP法Jc值。因为在桩底反射波之后一大，桩底质点速度较小且趋近零，因此与这段时间相对应的Rs(t)应是“较平坦段”。选择不同的Jc值，开始对应的一段Rs与速度变化类似，它是由速度影响而致，当Jc的选择使开始阶段就出现较平埋，说明的Jc值的选取可以有效地消除速度的影响，此时的Jc值是最佳的。见图II-19。

图II-19 用Rs(t)曲线确定侧阻较小桩的Jc值
输入不同的Jc值，通过对Rs(t)的比较，若Jc的值计算的Rs(t)开始阶段与“较平坦段”比较接近，则该处的Jc值是最佳选择。
CASE法的完整性描述会作为CASE法结果的一部分输出，用户可用Windows中提供的汉字输入法对CASE法完整性描述进行修改。
CASE法结果预览：可以浏览CASE法结果及相关信息，包括最大冲击力、质点速度、位移、实测F、ZV曲线、上下行波曲线，F-Z·V(t)曲线以及位移曲线，见图II-20。这些结果可以存在图片文件，也可用文件子菜单中存盘存成扩展名为CAS的CASE结果格式，输入文件名不能带扩展名.CAS，见图II-21。

图II-20 CASE结果预览 图II-21 CASE结果存储

波形拟合分析
1、主要功能
利用人工设置参数或优化方法，由实测力计算质点速度与实测质点速度比较或由实测速度计算力与实测力比较来确定最终桩土参数。
点出主菜单中拟合分析进入拟合分析界面中见图II22

图II-22拟合分析界面
命令操作有：拟合设置、人工拟合(自动拟合)、终止计算、截面参数、拟合结果预览、结果暂存。
拟合设置：可以对拟合过程中有关参数设置约束限制，约束条件可以来自场地勘探报告中土质分层，也可以来自该场地的荷载试验。除了人为设置约束限制，也可以利用软件中的专家系统，专家系统是利用一些普遍公认可的东西作为结果约束、筛选依据。如总的阻力不应大于最大冲击力；持力层侧阻力一般高于其它层；非持力层单位侧阻一般情况下不会超过100等等。但是对一些特殊地层、特殊桩体，专家系统可能是无能为力的，甚至起负作用，在这些情况下应人为输入有关信息。此外，还可选择拟合项、权系数以及拟合区域，具体操作见拟合设置。
人工拟合(自动拟合)：人为设置参数后，对此按钮操作可以得到计算曲线与实测曲线比较。通过拟合设置可以将人工拟合按钮切换成自动拟合，点击一下可进行自动拟合，拟合时文本框Rs、Rt、Rsum数值在变化，Rs代表侧阻力，Rt代表端阻力，Rsum表示总阻力，Rt/A表示单位面积端阻力值。表格中No.、 Depth、 Dia、RL、Ru/RL、 QL、Qu/QL、Js、Rs、Sum_R分别表示单元序号、单元底面深度、单元等效桩径、单元加载阻力、单元卸载阻力与加载阻力比值、单元加载弹限、单元卸载弹限与加载弹限比值、单元侧阻力、累积侧阻力。鼠标点击Dia、RL、 Ru/RL、QL、Qu/QL、Js可了解拟合后的该参数随单元变化或参数分布示意图（显示在自上而下第二个图片窗中）。
终止计算：主要用于自动拟合过程。当波形匹配程度及桩土参数比较满意，可强行终止计算，或者通过终止计算将自动拟合按钮切换至人工拟合。
拟合结果预览：可以浏览拟合后实测曲线、计算曲线、P-S曲线、摩阻力分布及荷载传递曲线。拟合结果可以有储成图片文件。
截面参数：截面参数界面见图II-23。截面参数包括截面作用力、截面质点速度及位移。它可以通过F(t)、侧阻力、波阻抗计算也可以通过V(t)、侧阻力、波阻抗计算，也即截面参数只能利用实测力和质点速度中一个来计算，因为在侧阻力已知情况下，由F(t)可以确定V(t)，由V(t)可以确定F(t)，F(t)、V(t)、侧阻力只有二个参数是独立的。当侧阻力与实际有差别时，由F(t)计算的截面参数与V(t)计算的截面参数是不同的。截面的位置可以通过右边的竖直滚动条来控制，最上点对应于测试面，最下点对应于桩底，滚动条的位置可以由其右侧的文本框显示，每移动一下滚动条就会显示该截面的F(t)、V(t)、S(t)曲线，并在右上角给出该截面的序号、截面位置最大作用力、质点速度、位移，序号框的底色与曲线颜色相对应，表示该序号栏的有关参数与该颜色的曲线对应。一般可以显示5个截面参数。重置可以清除屏幕显示的曲线及参数。返回进入拟合分析界面。

图II-23 不同截面F(t)、V(t)、S(t)曲线
结果暂存：将一组波形不同的分析结果暂时存储起来，按计算结果的先后，用1～5序号来表示存储结果，相应的序号给出侧阻力、端承力、端承力/总阻力之比，拟合质量数。暂存的结果并没有以数据文件形式保存，一旦退出拟合分析状态，结果便不存在。点击序号，序号框底变蓝，可以显示该次拟合详细结果，见图II-24。

图II-24 拟合结果暂存
2、拟合设置
点击拟合设置后可以出现图II-25所示的界面：该界面包括拟合项选择；自动拟合约束方式选择；加权系数设定；拟合区域几部分。

图II-25 拟合设置界面
拟合项选择有波阻抗拟合；桩侧阻力拟合；桩侧加载弹限；桩侧卸载阻力；桩侧卸载弹限；桩侧阻尼；桩底参数；各项综合共8个拟合选项，拟合时可以选择一项，也可选两个或两个以上项进行组合，选择综合项可以确定除波阻抗之外的其它参数。设置拟合选项的目的是：在某些参数人为设定或者由某些组合方式拟合确定后，对另外一些参数进行优化分析。此外，在选择综合项拟合后，也可对某一项或多项参数进行细致分析。由于在拟合过程中，波阻抗与桩侧阻力相关程度较高，波阻抗一般单独拟合。含有桩侧阻力与加载弹限二项的组合或有卸载阻力与卸载弹限两项的组合，在拟合过程中也不选用。
参数约束选择：
包括自动识别、人工拟合参数、参数上下限三部分。
自动识别：就是利用在基桩中普遍存在的一些共性，对拟合过程进行约束，对拟合参数进行筛选。受土质及施工复杂性影响，有些桩不具有专家系统所提供的共性或者很少，在此情况下，不宜采用专家系统。
人工拟合参数：它事实上是一个细调过程，也就是在人为设置参数拟合后，为了改善计算波形与实测波形的匹配程度，在原设置参数±20%范围内对参数进行自动化分析。在选择侧阻参数约束时，要求计算和实测波形比较接近。
参数上下限：本软件首推使用该选择，因为通过该选择可以将场地有关信息包括进去。参数设置界面见图，参数设置可以根据分层厚度给出每层土的侧阻力范围、弹限范围、阻尼系数范围，附加质量上限、端阻力范围、桩底弹限范围、桩底阻尼范围、预估侧阻力。设置的目的是确保拟合过程中波形能得到最佳匹配的同时，各参数在有效的范围内。详见参数设置部分。
加权系数设定：
由于离散化误差、模型误差、信号测试误差及多解性等的影响，波形匹配程度好坏并不是衡量计算结果可信度的唯一条件，计算的参数是否有物理意义，是否与桩设计相违背，或者是否与已知的信息(包括静压、地勘报告等)相冲突是拟合计算中非常关心的。加权系数的目的就是体现参数在拟合过程中重要程度，加权系数都为零，则拟合过程完全是考虑对波形的拟合而不考虑参数物理意义。某项参数加权系数越大，则更强调拟合过程该参数的物理意义。当波形匹配程度高但某项参数不合理，可适当提高该项参数的加权系数，但相应地会降低波形匹配程度。当波形匹配程度差，可适当降低参数的加权系数来提高波形匹配程度。
加权系数的范围视波形匹配程度(波形匹配程度不要求很高，但计算波形与实测波形的趋势要一致)及参数物理意义等具体情况确定。
拟合区域：
在拟合分析时，可以对整个桩侧桩土参数进行分析，也可以对桩某段进行优化分析，其它部位的参数不变，拟合区域的缺省值是整个桩侧。当进行局部分析时，首先要在桩身上构造一个分析窗口，具体做法同人工调整参数时构造窗口。
3、参数设置
选择参数设置后便可根据场地分层情况或静压结果对拟合参数进行设置，见图II-26。
层厚(m)：根据地质勘测结果，设置分层的厚度， 对土性相差不大相邻土层，可将它们笼统作为一层来考虑。最大分层数为10层。
桩侧阻力(kPa)上、下限：由地勘报告中分层土性，根据有关规范推荐的侧阻力取值范围来确定（见附表），或根据当地一些测试资料来确定。下限设定应比推荐的侧阻力小，而上限应比推荐的侧阻力大。拟合时的侧阻力总是以设定的侧阻力下限为下限，即拟合的侧阻力总是大于或等于设定的下限，因此，下限设定时一定要比实际的值要小。侧阻力上限设置可以超过规范推荐的值。譬如对水下钻（冲）孔桩，粘土（0.5及其下限值示意图。当地勘报告土体分层的总厚度大于桩长时，计算只取与桩长对应的分层及厚度。分层厚度为零时，分层设置参数无效。
桩侧弹限(mm)上、下限：一般推荐取2.5mm，实验表明弹限的下限可以在1～2mm之间，弹限的上限可以达到10mm以上。
桩侧动阻尼上、下限：桩侧的Smith阻尼系数应大于零，一般建议最大值不应超过1.5s/m。
预估桩侧总阻力(kN)：由各分层的土性预估，它应大于分层阻力下限计算的桩侧阻力。在自动拟合，它会对分层侧阻力大小作一些调整。

图II-26参数范围设置
附加质量：附加质量一般不应超过长度为一倍桩径的桩底自重，这里缺损设置不作调整。
桩底端承力上、下限与侧阻力上、下限设置类似，可以根据持力层的土性来改置。
桩底弹限：同桩侧。
桩底动阻尼上、下限：桩底动阻尼（CASE阻尼）系数应大于零，最大值也不宜超过1.5s/m。
设置完毕后，会在最下方显示出，根据分层阻力下限计算得到的总侧阻力的下限值及单位面积端阻力下限值。确定设置参数，退出设置界面。
设置的参数一般存储在C：根目录下的PSP.SOL里。这样同一场地，当地质分层类似时，勿需再设置，但仍需点击一下参数设置，使设置在计算中起作用。
4、参数的人工干预
自动拟合方法不需要高深的波动理论知识，操作也简单，比较适合对波动理论掌握较少、开展动测时间不长的初学者。但拟合结果有时并不尽人意，需要对拟合结果作进一步调整，有经验者完全可以用试凑参数方法来使波形匹配，或者桩身的部分区域人为设置参数，另外区域用自动拟合方法。
人工干预的桩侧参数有：波阻抗(Dia)、桩侧阻力(RL)、弹限(QL)、卸载阻力比(Ru/RL)、卸载弹限比(Qu/QL)、阻尼系数(Js)。
人工干预的桩底参数有：桩底端阻力、弹限、卸载弹限、CASE阻尼系数、辐射质量(kg)。
人工干预可以逐个对单元参数进行调整，也可以对几个单元参数同时进行调整，具体做法是先点击一下图中参数表中Dia、RL、QL、Ru/RL、Qu/QL、Js，这时便会在参数表上方显示该参数沿桩身分布图，表中单元数、阻力值、累积阻力项不可改动。移动参数表中滚动条可以了解不同单元的参数，同时波形图中光标也作相应的移动，光标对应的波形与当前的单元是对应的。对某单元某项参数进行修改时，可在对应位置用鼠标点击一下，然后输入修改值，输入完毕后，将鼠标在其它位置点击一下便完成修改，该参数沿桩身的分布图也作相应的变化。若要对相邻的数个单元同时进行等量调整，可以该项参数的分布图上，从起始单元位置按下鼠标左键右拖，拖动过程中下面的信息栏会提示拖动的起始位置、拖动的当前位置。当前位置达到要求的位置时，便可松开鼠标左健，这时，在分布图上形成一个背景为蓝色的小窗口，见图II-27。移动分布图右侧的滚动条，可以对窗口内的参数幅值进行调整，滚动条向上移动，幅值增加，向下移动，幅值减小。调整过程中计算波形会相应变化，根据波形匹配程度确定调整方向及调整幅度。将鼠标停留在分布图上，按鼠标右键，可以将窗口取消。注意：在构造下一个窗口时，必须将前一个窗口取消。

图II-27 参数人工调整
至于桩底参数调整，直接在桩底参数文本框输入待修改的值，输入过程中，桩底反射波及其后续波会发生变化，根据波形匹配程度确定调整方向及调整幅度。
5、拟合波形处理
在拟合波形图中（见图II-22），按鼠标右键会弹出下列菜单：波形拉伸；波形压缩；波形放大；波形压缩；F计算V波形；V计算F波形。
波形拉伸：高应变动力试桩要求拟合段时间长度不小于tp+5L/C或者tp+2L/C+20ms，拟合时间越长，说明已知条件就越多，方程数就越多，这对提高解的唯一性是有益的，但随着时间的增加，速度或力波形有效波动信号越来越微弱，信噪比不高，干扰信号的影响反而不利于拟合。因此拟合段时间也不能太长。考虑到桩较短时，采样周期较大时，1k个数据点时间段甚至可达10L/C以上，不利用拟合分析。通过波形拉伸可以将分析数据点减少，使拟合段时间在合理的范围内。
波形压缩：是波形拉伸的反过程，它与波形拉伸结合使用，可以控制拟合段时间。
波形放大：将实测波形、计算波形放大。可以观察微弱信号的拟合程度。
波形还原：将实测波形、计算波形还原至原始状态。
F计算V波形：利用实测的力波形来计算V波形与实测V波形比较。
V计算F波形：利用实测速度波形来计算F波形与实测F波形比较。
由于两种计算目标函数中计算参数不一样，因而两种形式的计算，拟合质量系数也不同。
6、拟合结果预览
可以浏览拟合结果图及拟合成果表，按鼠标右键，弹出菜单，切换拟合结果显示。拟合结果图及拟合成果表可以存储成图片文件，见图II-28、II-29。

图II-28拟合结果图

图II-29拟合结果表
也可通过文件中存盘，存储成拟合结果文件(*.RES)，输入的文件名不能带扩展名.RES。

图II-30拟合结果存储

分析结果打印
1、CASE结果打印
由文件打开读取CASE法结果(*.CAS)，读出一个或一个以上CASE法结果后，按CASE打印，会出现图示的打印选择，一页纸最多可以打印三个CASE法结果，打印顺序通过对文件名的选择先后顺序。

图II-31 CASE文件打印选择 图II-32 CASE文件输出图
2、拟合结果打印
由文件打开读取拟合结果文件(*.RES)，读出待打印的拟合结果，一页纸只打印一个拟合结果。拟合结果打印有三种方式：拟合结果图表打印；拟合结果图打印；CAPWAP/C结果表打印。三种不同方式的输出结果图分别见图II-33、II-34、II-35。

图II-33 拟合结果输出表及成果图

图II-34 拟合成果图

图II-35 CAPWAP/C输出格式
高应变测试及分析有关问题
1、测试部分
★传感器安装
由于端面受力一般不是均匀的，如锤面半径往往比桩径小及桩面凸凹不平导致的应力集中，根据圣维南原理，传感器应安装在距端面2D附近，为了减小偏心导致的弯曲，轴对称布置测点。
传感器的安装面必须平整，这样才能保证传感器与桩体有较好的耦合，避免传感器悬挂产生的附加振动或变形。安装的螺栓应与螺栓孔紧密接触，以保证力传感器测试的变形就是安装区域的混凝土变形；安装区域的混凝土刚度应能代表桩体平均状态，避免安装区域混凝土过于松散或有离析状态，也不能安装区域有钢筋大的石块。
★试桩的要求
高应变测试及分析是基于一维弹性波理论，要求试桩有一定的长径比，同时要求桩身混凝土材料有一定的抗压强度。对于广泛使用的挖孔灌注桩，桩一般较短，桩径变化较剧烈，特别是对大直径、大扩大头的挖孔桩，用一维近似分析测试信号会有较大的误差。
★波形记录时间长度
波形记录时间长度应根据拟合分析长度而定，拟合长度与桩长、波速有关。由于桩长、波速的变化，这个值也应是变化的，因此人为限定记录时间长度是不合理的。有效波形记录时间（即从波形起跳点开始）的时间长度应在6L/C~10L/C之间。97规范要求采样时间在100μs~200μs/w范围是不合理的这对较短桩来说记录长度可能在20L/C以上，甚至30L/C，后期的信号在拟合时不使用，造成记录浪费。由信号最高频率f与采样间隔△t关系可知采样点间隔较大，会导致波形高频成份丢失，造成波形精度较差，特别是对波形突跃或桩身浅部有反射波时，采样时间过大导致波形有较大失真。
★“重锤低击”试验方法
重锤低击有以下几点好处：
1. 重锤低击可避免“轻锤高击”产生的应力集中，而应力集中容易使桩身材料产生塑性甚至破坏。
2. 重锤低击荷载脉冲作用时间长，且荷载变化缓慢，可以使桩产生较大的沉降位移。
3. 重锤低击，桩体产生的速度较小，速度变化率也较小，因此动阻力的影响较小，可减少动阻尼参数误差对拟合分析影响，提高拟合分析精度。
4. 重锤低击作用可类似静荷载中快速加载及静动法试验。
锤重一般不小于预期静承载力的1.5%。
★“轻锤高击”（窄脉冲）对分析影响
1. 轻锤高击产生的应力集中容易使桩身材料塑性变形甚至破坏。
2. 由于冲击脉冲窄小，应力波在向下传播时，桩部分处于加载状态，另一部分处于卸载状态，桩的沉降位移一般是很小的，桩甚至没有打动。
3. 由于加载速率较高，动阻力及惯性力较大，使用阻尼系数误差对结果影响很大，同时应力波衰减也较快，到达桩深部甚至变得比较微弱，质点的位移（动位移）很小，而确定模型极限阻力，要求动位移在2.5mm以上。
总之，窄小脉冲是不利于拟合分析的。
★落锤高度
控制落锤高度一般基于以下条件：
（1）冲击力不宜过高，否则桩体材料会塑性变形甚至破坏；
（2）桩体有一定的沉降位移，确保桩被打动；
（3）要求落锤稳定。
以上条件对重锤(>1.5%极限承载力)很容易满足，但对轻锤则往往是矛盾的，因为降低落高控制冲击力，无法使桩体有沉降，要使桩体产生沉降，非增加落高，提高冲击力不可。
2、信号处理部分
★信号预处理
桩面裸露钢筋、碎石、传感器安装离桩面太近、传感器贴壁不紧都会导致信号有高频干扰，高频干扰信号应通过低通滤波消除。
力传感器安装不当或安装部位混凝土强度不高，导致力信号无法归零，在拟合之前应作归零处理。
加速度信号基线飘移会导致计算的速度及位移出现误差，根据位移曲线可对加速度进行修正。桩在打击后经过一段时间后会停止，若桩打动则有一定的沉降位移，当没有打动则沉降位移为零。在对加速度（速度）信号修正之前，先观察位移后期的变化，在以下几种情况下应作修正：（1）位移为负值；（2）位移呈直线上升状态，在无其它位移测量作为参考的情况下，至少应将后期位移修正至零或2.5mm左右。当有其它沉降观察数据，将最后时间点位移修正至观察数据。
★信号组合
为了消除偏心锤击造成的一边受拉、一边受压的情况，一般将两侧的信号进行平均后作为分析信号。这种平均仅在一边受拉、一边受压情况下有效理论上要求锤击点与两侧传感器在一条连线上。现场实验，落锤方向有时难以控制，偏心落锤可能导致两边侧点信号都受拉、受压，采用平均迭加是无法消除这种影响。此外，由于两侧的桩况、安装环境不同，有时可能导致某侧传感器安装较差，有时可能两侧的F、ZV曲线只有一个较好，用平均只能起到更坏的效果，因此，对信号进行优化组合在实际检测是很必要。特别是在对心锤击情况，偏心影响可以不考虑，轴对称两侧测点信号应该是比较接近的，若仅因安装、连线等原因导致部分通道记录信号不理想，可选择某种组合的信号进行分析。当某通道没有记录到信号，作信号平均已不具有修正偏心作用，实际上是将该参数幅值减半，是不恰当的。
★测试信号校正
F(t)曲线是通过安装在桩侧的应变计应变环）测量的应变计算出来的，，Z·V(t)曲线是由安装在桩侧的加速度计测量的加速度积分计算出来的，即

测量处波速值与平均波速是不同的，用平均波速代替测点波速引起的误差。因此，ρ、A、C三参数会影响F(t)、ZV(t)曲线幅值，且对两者影响程度不一样。这些参数设置不当，会影响F(t)、ZV(t)幅值。此外，应变计是两点安装，两点之间混凝土与其它处混凝土差异程度及安装匹配耦合程度也会影响应变的测量。在作拟合分析之前，对F(t)、ZV(t)幅值差别作校正是必要的。当冲击脉冲起跃较陡的情况下，F(t)、ZV(t)曲线由零点到达峰值点走时很短，在这段时间内，应力波传播距离很小，由此激发的土阻力