1.一种基于双速度信号的基桩完整性定量拟合分析方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:获取基桩的桩顶测试点的质点速度响应测试曲线 和距离所述桩顶h处的桩侧测试点的质点速度响应测试曲线 并分别进行预处理；

S2:计算应力波在所述桩侧测试点到桩底传播的平均速度S3:将所述桩顶与所述桩侧测试点之间的基桩划分n个等长桩单元,桩单元长度ΔL为:ΔL＝h/n

桩单元总数量:M＝int(L/ΔL)其中,L为基桩长度,符号int()表示对计算值向下取整,桩单元内波阻抗均匀,计算每个桩单元的桩土相互作用阻尼壶参数,计算过程如下:根据场地地勘报告,确定桩周土层土性,按照GB50111‑2006铁路工程抗震设计规范中不同类型土性建议的剪切波波速取值范围或该地区不同类型土性建议的剪切波波速取值范围上下限,取其平均值,根据所述平均值计算每个桩单元周围桩土相互作用阻尼壶系数,第i个桩单元阻尼壶系数为:

Js,i＝liρs,ics,i

其中,li为第i(i＝1,2,…,M)个桩单元侧周长,对圆截面桩li＝2πRi,Ri为所述桩单元截面的半径,对非圆截面,由第i桩单元截面积Ai计算等效半径 桩侧周长用等效周长 代替,ρs,i表示该桩单元所在土层的密度,cs,i表示该桩单元所在土层剪切波波速度,这里使用所述平均值；

由线性阻尼壶阻力与质点速度间关系,第i桩单元侧阻力为:其中 为该桩单元平均质点速度,由该单元上、下截面质点速度计算；

桩底阻尼壶系数为Jt＝βtZt,其中,Zt＝(ρcA)t为桩底截面波阻抗,βt为桩底待定系数，其中，下标t表示桩底，符号ρ、c、A分别表示桩底密度、波速及截面积，(ρcA)t表示桩底密度、波速及截面积的乘积；

S4:根据所述平均速度 计算波在桩单元一个来回传播时间Δτ, 以Δτ时间间隔对预处理后的桩顶测试点的质点速度响应测试曲线 和桩侧测试点的质点速度响应测试曲线 进行重采样,得到重采样桩顶及桩侧质点速度响应曲线,分别记为V1m(t)和V2m(t)；

所述S4中重采样的具体过程包括:重采样时间设置为Δτ,则第k个重采样点的时间tk＝kΔτ,k＝0,1,…,Ns,Ns为重采样点数量；

所述第k个重采样点介于质点速度响应测试曲线离散点k0与k0+1之间,这里k0＝int(tk/Δt),Δt为质点速度响应测试曲线采样时间间隔,按线性插值得到重采样桩顶及桩侧质点速度响应曲线,

其中,下标j＝1,2分别对应于桩顶和桩侧；

所述重采样点数Ns的计算过程包括:将桩顶测试点的质点速度响应测试曲线 中首波起始时间至桩底反射波起始时间延伸4Td作为对桩顶测试点的质点速度响应测试曲线 拟合时间长度,这里Td为桩顶敲击脉冲产生首波时间宽度,在桩顶测试点的质点速度响应测试曲线拟合时间段重采样点数量Ns＝M+4Nd,其中,M是所述桩单元总数量,Nd表示首波采样点数,Nd＝int(Td/Δτ)；

3

S5:预设各桩单元截面积,桩混凝土密度取为2450kg/m ,由预设桩单元截面积、混凝土密度及平均波速计算所述桩单元预设波阻抗,所述桩单元第一个交界面波阻抗就是所述桩单元波阻抗,根据所述桩单元预设波阻抗、重采样桩侧质点速度响应曲线V2m(t)及所述桩土相互作用阻尼壶参数,利用一维波动方程特征线现有求解方法获得桩顶质点速度响应计算曲线,记为V1c(t)；

S6:根据重采样桩顶质点速度响应曲线V1m(t)和所述桩顶质点速度响应计算曲线V1c(t)构建目标函数；

所述S6中目标函数为:

其中,符号||表示绝对值, 分别为桩顶质点速度响应测试曲线第i0个重采样点处的速度和桩顶质点速度响应计算曲线第i0个点处的速度,V1m,max为重采样后桩顶质点速度响应曲线最大值， 表示第j0个桩单元波阻抗,ρ,c,A分别表示第j0个桩单元密度、波速及截面积,α0、α1、α2分别为权重,由于首波质点速度响应不同于下行波质点速度响应,取最低权重,桩体反射波区间权重最高,各时段加权系数α0＝0.25,α1＝0.4,α2＝0.35；

S7:调整桩单元预设波阻抗及桩底待定系数βt,当所述目标函数的值小于设定误差时,终止计算,得到波阻抗剖面。

2.根据权利要求1所述的基于双速度信号的基桩完整性定量拟合分析方法,其特征在于,所述S1具体为:

S101:在桩顶距桩中心2/3R位置处布置加速度传感器,这里R为圆截面桩半径,对非圆形截面桩,用截面积计算等效半径,等效半径 这里Atop为桩顶截面面积,对非圆形截面桩,R用等效半径 代替；

S102:在距桩顶h,h≥2D,的桩侧布置另外一加速度传感器,具体位置计算如下:先计算桩长是2D的倍数N:

这里,int()表示对计算值向下取整,实际位置为h＝L/N,这样可确保h≥2D；

S103:敲击基桩桩顶中心,以采样时间间隔Δt,采集在桩顶和距离所述桩顶h处的桩侧测试点的质点加速度响应信号,分别记为a1(t)及a2(t)；

S104:分别对所述质点加速度响应信号a1(t)及a2(t)积分获得桩顶测试点的质点速度响应测试曲线 和桩侧测试点的质点速度响应测试曲线S105:对所述桩顶测试点的质点速度响应测试曲线 和所述桩侧测试点的质点速度响应测试曲线 进行低通滤波处理、基线偏移校正、过冲校正处理。

3.根据权利要求1所述的基于双速度信号的基桩完整性定量拟合分析方法,其特征在于,所述S2具体包括:

S201:根据所述桩侧测试点的质点速度响应测试曲线 中首波的峰值与桩底反射波的峰值得到时间差T计算平均波速为 其中,L为基桩长度,h为桩侧测试点距离桩顶的距离,其中,首波为所述桩侧测试点的质点速度响应测试曲线 的第一个脉冲信号。