本文拆分至“第二册第10章动力学测试和信号拟合分析，10.1背景，10.2动测方法的应用，10.3动测阻力系数”

动力学测试方法主要是通过自由落锤或打桩锤冲击桩顶，实测桩顶附近的应变与加速度，通过一维波动理论来评价打桩系统的性能，计算打入桩的桩身应力，评估桩完整性，评估标准岩土阻力。

信号拟合技术可以进一步评估动力学测试结果，以确定桩的相对土壤阻力分布，并可用波动方程分析动态土壤性质。自本期起，我们将简要讨论动力学测试的设备及其分析方法。

动测法的发展

凯斯法动力学测试技术起始于凯斯理工学院的硕士论文项目。这项工作是由Eiber(1958年)在H.R. Nara教授的指导和建议下完成的。在第一个项目中，进行了实验室研究，将杆打入到了干砂中。俄亥俄州交通部（ODOT）和联邦公路管理局随后从1964年开始在凯斯理工学院用HPR资金资助了一个项目，该项目由R.H.Scanlan教授和G.G.Goble教授指导。Goble教授指导下的研究工作继续得到ODOT和FHWA以及其他几个公共和私人组织的资助，直到1976年。

在研究项目受资助的12年期间，主要探索以下方向。

1.     不断努力开发改进在打桩期间测量力和加速度的传感器，以及改进了用于记录和处理数据的现场设备。

2.     在俄亥俄州的场地使用模型桩进行静力学和动力学打入桩的比对试验。

3.     俄亥俄州交通部打入全尺寸桩并进行静载试验，其他运输机构进行了动力测试以比对静载试验与动力学测试。

4.     最后，开发改进了分析方法，包括改进打桩分析仪(PDA)中解决场地问题的方案(Case法)和相关的信号拟合技术(Case Pile Wave分析程序，CAPWAP)。

更多关于研究项目及结果的信息可以在Goble和Rausche(1970)，Rausche et al. (1972), 和 Goble et al. (1975)上面找到。

高应变

ODOT大约在1968年开始将这项研究结果应用于他们的建筑项目。这些方法在1972年开始投入商业使用，工程师可以将测试设备和分析方法用于常规的现场测试。1980年，通过FHWA示范项目，动力学测试方法得以进一步实施，FHWA收集了相关数据，并在美国各地的交通项目上展示了使用该方法的优点。

动力学测试设备和信号拟合软件自开发以来，在40多年中不断改进和提高。在此期间，欧洲也开发了动力学测试和分析系统。欧洲早期开发的系统之一是由荷兰应用科学研究组织(TNO)提出，Reiding等人(1988)开发了FPDS设备及相关的信号拟合技术TNOWAVE。随着时间的推移，还出现了其他的动力学测试和分析系统，包括Hererra等人(2009)开发的嵌入式数据收集器(EDC)，以及Middendorp和Verbeek(2010)开发的PDR动力学测试系统和Allwave-DLT信号拟合软件。

动测法的应用

Samtani和Nowatzki(2006)指出，动测成本要比静态桩荷载试验花费的成本少得多，所需的时间也较少。他们还注意到，通过动测法还可以获得在静桩荷载试验中检测不到的重要信息，如打入桩系统的性能和桩-土壤的反力等。通过动测方法可确定打入桩应力和桩完整性。下面讨论一些动测方法的应用。

标准阻力

a)利用全程打桩监控可评价岩士阻力对桩身贯入的影响，有助于确定持力层与打入桩的长度。

b)在测试时评估标准岩土阻力。可以通过复击测试几个桩，并将复击时的标准阻力与初始入桩结束时的标准阻力进行比较来评估土壤恢复或松弛。

c)信号拟合分析可以精确估计标准阻力和土壤阻力分布，并可以分析波动方程的振动和阻尼参数。信号拟合和波动方程分析程序所使用的桩和土壤模型不同，因此，可能需要调整才能确定动态土壤参数的信号拟合。

锤和打入桩的系统性能

a)计算转移到桩的能量，将制造商指定的额定能量和波动方程预测锤和入桩系统性能进行比较。能量传递还可以用于确定锤垫或桩垫材料的变化对桩穿透阻力或打击计数的影响。

b)通过使用不同的锤击冲程，操作压力，调整倾斜角度或通过比较测试锤或在长时间使用单个锤来确定打入桩系统性能。

c)鉴定锤的性能，例如柴油锤的预燃问题或空气/蒸汽锤中的进气问题。

d)确定土体性状或锤性能是否会影响穿透阻力或打击计数。

桩身应力和桩身完整性

a)计算抗压和抗拉打桩应力。在有打桩应力问题的情况下，计算该信息可以帮助调整桩安装程序。计算应力也可以与指定的打桩应力极限进行比较。

b)确定桩结构的损坏程度和损坏位置(Rausche和Goble(1979))。可能不需要通过拔桩来确认或量化桩身损坏程度。

c)通过信号匹配可以知道整个桩上的抗压和抗拉应力分布。

动测阻力系数

AASHTO(2014)设计规范提供了一种用信号匹配测量动态桩测试阻力系数的方法。当打桩标准是通过动态测试确定的，每个现场条件下有两个桩的信号匹配，但不小于生产桩的2%时，AASHTO规定的阻力系数为0.65。当通过在100%生产桩上进行信号匹配的动态测试来确定打桩标准时，AASHTO规定的阻力系数为0.75。当打桩标准是通过对每个现场条件下的一根桩进行成功的静载荷试验，结合对每个现场情况下的两根桩进行信号匹配的动测试验（但不少于生产桩的2%）来确定时，AASHTO阻力系数为0.80。当使用具有信号匹配的动测试验来确定轴向拉力的标称阻力时，AASHTO规定的阻力系数为0.50。

用信号匹配动力学测试确定AASHTO阻力系数最初是从NCHRP报告507《深基础荷载和阻力系数设计(LRFD)》（Paikowsky(2004)），中的数据开发的。通过静载荷试验，用阻力系数的数据库确定标准阻力，确定静载荷试验载荷–位移曲线超过Davisson偏移极限的载荷。同样的，来自信号匹配动力学测试的标准阻力定义为由CAPWAP信号匹配程序确定的标准阻力。如果使用不同的静荷载测试解释不同的信号匹配分析方法，则应考虑修改或校准局部阻力系数。

佛罗里达交通部赞助McVay和Wasman(2015)的研究工作，以确定使用嵌入式数据收集器(EDC)系统进行动力学测试的阻力系数。采用一次二阶矩法(FOSM)原理和UF和Tran方法计算阻力系数。研究建议，由于数据库的大小有限，所计算的阻力值认为是初始值。