设备设计/诊断维修/再制造
现代制造工程（ModemManufacturingEngineering）
液压振动锤振动沉桩土体参数辨识与仿真
朱建新"2，丁曲2，张秋阳”
（1中南大学现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室，长沙410083；
2湖南山河智能机械股份有限公司，长沙410100）
2011年第6期
摘要：介绍了液压振动领的工作原理。建立了锤-桩-土系统的单自由度模型。以共振理论为依据，为实现自适应振动沉桩，提出一种在线测量土体参数的方法。仿真研究结果表明：采用带遗忘因子的增广最小二乘算法模型能够较好地辨识出土体的参数
关键词：液压振动锤；振动沉桩；自适应；土体参数；在线辨识
中图分类号：TH113.1文献标志码：A文章编号：1671—3133(2011)06—0120—03
Identification of soilparametersonvibratorypiledriving of hydraulic
vibrationhammer
ZHU Jian-xin'-,DING Qu"-2,ZHANG Qiu-yang
(1 Key Laboratory of Moderm Complex Equipment Design and Extreme Manufacturing,
Central South University,Changsha 410083,China;
2 Hunan Sunward Intelligent Machinary Co. Ld., Changsha 410100,China)
Abstract; Describes the working principle of hydraulic vibration hammer. The single degree of freedom model of hammer-pile-soil was established. The application of adaptive vibratory pile was brought forward innovatively based on resonance theory,and a method of on-line measuring soil parameters was also put forward. The results show that the model of extended least squares algo-rithm with a forgetting factor can identify the soil parameters on-line well.
Key words:hydraulic vibration hammer; vibration pile driving:adaptive;soil parameters;on-line identification
0引言
液压振动锤的参数（振频、振幅）可在较大范围
内进行调节，对不同的地质情况，不同的研型，可以选择最佳的振动频率及振幅，保证动力系统始终满载输出，以获取最佳的工效。若要对振动锤的某些参数进行在线控制，以实现其自适应振动沉，即振动沉桩过程中能根据岩土性态参数（固有频率、阻尼比）的不同，而自动调整振动锤的施工参数（频率、振幅），那么就必须使得沉桩系统具有在线测试功能，以便利用在线测得的岩土固有频率和阻尼比为振动锤参数的调节提供依据。这样可以减少打桩所用的辅助时间，也尽量避免了因地基土的改变而更换振动锤。因此，研究振动锤的士体参数在线辨识功能具有重要的现实意义。
，国家863高技术研究发展计划基金资助项日（2003AA430200） 120
万方数据
1液压振动锤工作原理
液压振动锤通过液压驱动，使得两组偏心块做同速相向旋转，其水平方向偏心力相互抵消，而竖向离心力叠加，从而在垂直方向上形成周期性的激振力，使桩产生竖向的上下振动，造成桩及桩周土体处于强迫振动状态，使得桩周土体液化，沉桩阻力大大减小，于是在桩锤与桩体自重及桩锤激振力作用下，克服惯性阻力而逐渐沉入土中。振动锤激振器工作原理如图1所示。
2模型结构的确定
2.1系统微分方程及辨识参数
研究表明"，振动锤工作时，应使得振动频率接近于共振区，以获得最大振幅，并尽量使振幅值增大，