拟合分析计算过程

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1、运行环境与文件组成CCWAPC 操作键大全及注意事项 部分变量解释与应用说明 拟合计算与静力分析 常见错误排除 拟合分析计算过程与收敛标准 波动方程拟合分析步骤建议 部分参数对拟合曲线的影响 波动方程拟合程序的改进CCWAPC与CAPWAPC用法上的异同王雪峰武汉岩海公司简明手册运行环境与文件组成一、运行环境CCWAPC 由于采用了汉化显示和彩色图形, 而且仅用一个执行程序即包容全部功能 ,崐 对内 存自然就有严格的要求，前文已提及CCWAPC采用同一时刻的速度、位移、静阻崐力、动阻 力间的相互逼近运算和纯数学优化计算模式，与CAPWAPC相比，其计算速度崐要慢很多，因 此对计算机的运算速度也

2、有相应要求，具体地讲,CCWAPC要求：1. 486/33+协处理器以上档次的计算机；2. 2MB 以上扩展内存;3. 运行时常驻内存应在615K以上；4. 利用扩展内存设置一虚拟盘， 其中第四项用于存入计算过程中出现的最优结崐果以 便为使用者随时提起和恢复最佳状态， 虚拟盘可以用硬盘替代。二、文件组成与安装CCWAPC主要由两个文件组成，即：CCWAPC.EXE和HZK16,它们必须位于 LH目录下，崐其中 CCWAPC.EXE为工作主程序，而HZK16为UCDOS系统提供的16点阵汉字库,CCWAPC运崐行时 会自动将它置于扩展内存之中，CCWAPC.EXE在执行过程中还会自动产生一TVD

3、SK崐.DA1的小 文件， 它用于存入被选择的临时数据存取盘盘号。软件编制者提供给使用者的软盘中，包括：installa.bat 和 installb.bat 以及LHDATADATA.EXE,前二者分别为安装驱动崐器 是A:或B:时的安装批处理文件，在提示符为安装目的盘状态下，如果软盘所在崐驱动器 为A:则键入：A: ins talla+回车计算机将自动完成全部的安装工作，其中包括执行DATA.EXE程序。DATA.EXE 实际上是一数据压缩文件， 是我们提供给广大用户的一系列算例， 展开崐后他们 将被置于LHDATA目录下。每个算例均有“*.CAS”和“*.PSP”文件组成，其崐中“*.C

4、AS” 为DATPRO攩TM攪，转换来的原始数据文件*.PSP”则为拟合分析后存入的桩土参数结果文件，一般来说，上述两种文件崐均将被置入 以各自工程地点命名的子目录之下。在计算每一个算例时，CCWAPC还会在临时数据存取盘中生成“*.BST”（五组）文崐件，它们 与“*.PSP”的组成完全相同 当计算过程出现一低于它们的拟合质量数时，崐计算结果即被 置换一次。可用“z”指令随时调出使用。CCWAPC 所需各文件与数据文件的布局情况， 一般情况下阁下可置之不理， 因为岩崐海公司 提供的各种程序会自动生成这种结构。三、原始数据的获取及注意事项CCWAPC.EXE所用原始数据是通过DATPRO攩TM

5、攪获得的，DATPRO攩TM攪程序即是通常大家 所崐用的高应变现场采集与分析程序，相对于不同机型分别为:CH44.EXE, CH64. EX, CH66.EXE, CJ16B.EXE, CJ16P.EXE, CK16.EXE, PDAK.EXE, RMFD.EXE,它们的操作崐是相同 的。岩海软件已实现了对多家数据格式的兼容，针对不同数据格式兹分别介绍如下：1. RS系列仪数据的转换（以CK16.EXE为例说明） 在RS目录下，执行CK16 拟合软件所在盘: 盘号定义只须指定一次， 在以后的分析中可不指定； 调入实测数据， 进行 CASE 法分析和曲线调整， 其中曲线调整经常是必须的， 因崐为

6、 一个自巳都解释不清楚的曲线要想能通过拟合分析得到合理解几乎是不可能的； CASE法分析完成后，键“w”存盘。程序将自动在CCWAPC所在的LH子目录下建崐立 以相应测试地点命名的子目录（已有时则不建）并存入“*.CAS”文件，如有重名，程崐序将会 及时提示。2. PDA数据的转换 在RS目录下，建立一以测试地点命名的数据子目录，视普通格式和差分格式崐情 形将PDA数据拷贝成该子目录下的“*.165”和“*.113”文件； 执行岩海公司提供的任一 DATPRO攩TM攪文件，修改主屏中的桩土参数，利用“D” 崐查看PDA数据，而用“j”和 J”分别调取“*.165”和“*.113”文件，屏幕显示

7、的崐将 是可直接用于分析的速度与力曲线（没有原始的加速度应变曲线），利用“f ”指令崐进入曲 线调整和CASE分析。 CASE法分析结束后，键“w”存盘完成转换由于FEI 一系列测桩仪已实现了与PDA数据的兼容，故此指令亦可用于分析FEI提崐供 的数据。3. RSM和FD系列测桩仪数据转换RMFD.EXE是专用于分析RSM和FD系列测桩仪数据的。转换过程操作如下：a）.在RS下建立一数据子目录，将要被转换的数据改为扩展名为“*.SCR”的文崐件拷 入该子目录下；b）.在RS下执行RMFD CCWAPC盘号:仪器型号 其中仪器型号以数字形式安排如下:RSM-12H12RSM-16H（老型）161

8、RSM-16H（新型）162FD-204P24同样RMFD后带的参数可只输入一次。c）.调取数据并进行数据调整和CASE法分析，然后按“W”存盘。值得一提的是，由于原始信号的原因，CCWAPC不保证这两种仪器提供曲线的拟合崐效果。操作键大全及注意事项一、DATPRO攩TM攪（CK16.EXE等）中的相关指令1. C:RS CK16 CCWAPC 所在盘:2. d、 速度位移曲线修正指令3. r、-、+、Pgup、Pgdn、f、（：力曲线修正指令4. “ W” : CASE 法完成后， 转存 CCWAPC 所需数据二、程序安装与运行环境1. C: A: INSTALLAD: B: INSTALL

9、B2. 486/33 DX以上主机，常驻内存三615K三、程序运行1. D:LH CCWAPC 临时数据存取盘:2. 厂CTRL+Q 退出L CTRL+C 退出运行3. ENTER: 执行项目或进入下级菜单4. ESC: 返至上一菜单、弹出菜单或中止运算5. 、，、.、TAB、F1、仁（：移动不同的光标6. x、y、X、Y： 显示不同的曲线组合7. ALT+H: 部分热键菜单8. “P”: 屏幕打印（当前显示的任何屏幕均可）四、文件操作：1. “V” ：读取“*.CAS”文件，没有菜单形式读取方便；2. “ w” : 计算结果存盘;3. “ z” ： 读取最优拟合结果并运算一次， 菜单中此栏功

10、能失效；注意：CCWAPC共有五个最优结果供选择，其扩展名分别为BST,BT2,BT3,BT4,BT5。使用崐时可任选 其一。五、全局参量调整1. “ 1 ” ： 全局参数调整；2. “ 2” ： 全局参数显示栏打印, 未接打印机失效；注意：a.全局参数调整栏中，桩型、桩单元数、锤贯数、贯入度、速度峰值点、崐分析始点、分析终点等参数一般不须修改，其它参数的意义及修改原则见6.4；b. 土单元数和摩阻位置是相辅相成的，一般改变摩阻位置即可：Nsoi= Npi崐 NFac；C. ESC不能退出次级菜单，只能用ENTER执行，下同。六、桩模型参数调整1. “3” ：进入桩模整体参数修改屏；2. “

11、4” ： 进入桩模单元参数修改屏；3. “5” ： 打印桩模整体参数修改屏， 未接打印机时失效；4. “6” ： 打印桩模单元参数修改屏， 未拉打印机时失效； 桩模单元参数修改时的指令如下：5. 光标上下左右移动；6. 、 ： 光标直接跳至桩顶或桩底单元；7. “Tab” ： 将光标所在位置以上至最近的等值单元间各单元参量全部置换成光崐标所 在位置的值， 如无等值单元出现则会改变所在位置以上的全部单元参量。a. 桩模整体参数中除ASpd, PIld改动较多外，一般均由DATPRO攩TM攪提供，不作调整， 崐 裂隙模型必要时自然也在调整之列；b. 常驻内存不足615K时，单参屏的显示与调整可能发

12、生故障（不显示汉字、死机、崐退 出或出现网格）；c. 闭口管桩底部单元的广义波阻抗仍然上一单元面积计算；d. 单元参数调整时， 针对不同桩型和现场变异情况而设计：i. 调整单元截面积时， 相应周长和广义波阻抗， 分别按CI= AR PFOMIM= AR SP WS泭一同变化；ii. 调整单元密度时， 弹模和广义波阻抗则分别按EM= SPWS攩2攪，IM=ARPWS改变iii. 调整单元弹模时，相当于改变弹性波速，故而仅有阻抗发生变化IM= AR 丁攽 SP EM 敀iV. 直接调整单元阻抗或周长时， 其它变量均不同， 周长主要用于桩周长单崐位摩 阻和节点摩阻的换算。广义波阻抗则不仅是行波计算中

13、的直接参与量也是用于桩崐身阻抗变 化图的主要参量。上述四种方式将使参数调整实现组合多样化。七、土模参数调整：1. “7”: 弹出土模整体参数修改屏;2. “f+n” ：弹出土模整体参数新增内容修改屏；3. “ 8” :弹出土模单元参数修改屏;4. “ 9” ： 土模整体参数修改屏打印;5. “ 0” ： 土模单元参数修改屏打印; 土模单元参数调整时指令：6. ：光标上下左右移动；7. “”、“”：光标直接跳至顶部或底部单元；8. “Tab” ： 将光标跳至顶部（同六之的 Tab）;9. “ r” ： 根据被输入的总阻力值按现行分布比例重新分布阻力;10. “s” ： 进入和退出总阻力输入状态,

14、 总阻力输入也可在整体参数修改屏中进崐行;a. 土模整体参数修改屏中（简称整参屏）弹限（QSkn、QToe）,桩侧、桩底辐射系崐数（MSkn、 MToe实际上是辐射土体质量系数）以及土塞系数（PLUg）与计算屏结果显示栏崐中相应变量的 量纲是不同的，后者量纲完全与CAPWAPC对应，而前者则更有利于参数崐修改，因为通过无 量纲的系数调整再乘以一固定值有时要方便得多;b. 整参屏中的残余应力，CASE阻尼系数可不必输入，特别是残余应力,CCWAPC目崐前没有此 项;c. 土模整体参数中， 尚有桩侧、桩底硬软化系数、桩侧桩底卸载拐点、 桩底阻崐尼选择等 项是在土模整体参数新增内容修改屏中进行；d.

15、 整参屏中的桩底参数和总阻力与单参屏中相通， 在两种状态下修改都可以;e. 单元参数修改屏（简称单屏）的用法与桩模单参屏大体一样，但有以下三项应崐当注意:i. 栏中单位摩阻和极限摩阻是相辅相成的， 单位摩阻=极限摩阻/（周长.单元崐长度）;ii. 极限摩阻的调整一般是通过修改与两倍静力触探值有对应关系的单元摩阻崐进行。当直接 修改极限摩阻时，“tab”将改变光标所在位置以上所有值；iii. 调整总阻力应当使用“s”进入和退出。八、拟合计算与静力分析：1. “f” : 人工计算， 每次人工试算时应键此键；2. “a” ：自动计算，此键是为与CAPWAPC自动计算对应而设计的；3. “r” : 阻

16、力优化， 此指令将对各单元摩阻和桩尖阻力等进行优化计算， 精确崐调整摩阻 分布的唯一方法；4. “q” : 弹限优化: 对各单元以及桩底单元的弹限值进行优化计算， 一般来说崐只有土层 存在非常严重的差异或常规拟合手段失效时才使用；5. “s” ：对各单元和桩底的Smith阻尼系数进行优化计算，与“q ” 一样只在非崐常情况时 使用；6. “u”：卸载优化：此指令实际上是对控制拟合曲线走向的土模整体参数进行崐优化计算 是最常用的指令之一，由于它以卸载参量为核心，故被定义为卸载优化计崐算；7. “L”： 土塞优化计算：以土塞为中心进行的优化计算，主要用于调整2L/C处崐的局部拟 合效果；8. “G

17、” ： 土隙优化计算：以土隙（桩尖缝隙）为中心进行的优化计算；9. “P” ： 桩身阻抗优化计算， 对桩身各单元的广义波阻抗进行优化， 此指令能崐使优化效 果很快进入最佳状态，但其结果未必可靠，一般只能参考使用（优化后可结崐合实际情况进 行修改）；10. “T”: 桩身裂隙优化计算, 同“9”, 但使用更应慎重;11. “U” : 卸载拐点优化计算;12. “H” ：硬软化参数优化计算。U和H对拟合效果能起锦上添花作用，但不常使崐用；13. “ R” : 辐射阻尼优化计算。 当计算曲线的尾部下不来时可以用此指令进行崐优化计算， 一般情况下此指令不常使用；14. “F” ： 阻抗平滑， 主要用于

18、平滑阻抗优化完成后整桩的阻抗分布；15. “l” ： 静力分析， 利用非线性有限元和已计算出的桩土参数进行极限状态崐下模拟静 载荷加卸载试验计算；16. “J” ： 静力分析， 利用非线性有限元和已计算出的桩土参数进行本次试验崐被激发状 态下模拟静载荷加卸载试验计算；17. “ ESC” ： 中止任何正在进行的优化计算；18. “W” ：将当前计算的桩土参数存入“*.PSP”文件中；19. “Z” :调取已有的最佳拟合的桩土参数(*.BST)。a. 本栏中的各种计算以直接操作热键为宜，如“l”冷键与热键功能不完全相同，崐前者用于 查看阻力分布和阻抗变化图, 而后者才是真正的静力分析；b. “F

19、”用于阻抗平滑，相应的阻力、弹限、阻尼平滑功能则可利用改变NFAC自崐动完成;c. “a”、“J”指令目前尚有欠缺，未完全调通，有时会死机或退出；d. 各种优化计算对桩土参数未加严格限制，因此计算结束后有必要用“f”进行崐重新调整;e. 所有上述指令应根据实际情况交互进行。九、图形打印：目前已开通的指令有：1. “ d” ： 实测曲线,打印风格与 PDA 相仿；2. “e” :计算曲线，打印风格与PDA相仿；3. “i” ： 静载曲线；4. “p” : 全屏幕打印； 目前尚未开通的指令有:5. “ b” : 拟合效果；6. “ c” : 基本图形；7. “g” : 桩身内力分布图；&“h” :

20、动载荷作用下，作用力一位移曲线；9. “j” : 速度传播曲线；10. “ k ” : 速度分布图。a. 未开通的各项功能主要起锦上添花之用，由于实际工作中很少有人使用，故崐暂未急于 开通；b. CCWAPC的图形打印以屏拷为主，因此本栏目中的图形打印通常不用。 十、表格输出：1. “m” : 土性总汇中文形式输出；2. “n” : 土性总汇， 英文形式输出；3. “t” : CASE法结果输出；以上为已开通的功能， 下面是一些暂时未开通的表格:4. “ 0” : 极值表；5. “A” : 残余应力分析表；6. “B” : 静力分析表；7. “C”: 单元力值表;8. “D”: 单元速度表;9

21、. “E”: 单元位移表。a. 在土性总汇输出时以英文表格为佳，因为它在输出形式和内容上与CAPWAPC几崐乎完全 一致;b. CASE法结果表则以DATPRO攩TM攪程序中的表格为宜。十一、其它栏目说明：进入本栏目作业后，程序均将退至DOS状态，此栏实际上是第一版CCWAPC软件遗崐留的痕 迹，可以看出设计者的初衷是准备用双指令（与CAPWAPC 一样0来进行操作的，崐但在随后 的版本升级中， 这种设想被取消了。目前此栏目被未作任何修改地保留下来崐了。部分变量解释与应用说明本节主要介绍第三章中未及说明的一些参数的意义与应用注意事项CCWAPC许多崐变量赋值 是通过DATPRO和CCWAPC本

22、身自动获得，无须修改，对于这些变量，本节中没崐有特别述及。1. 拟合方向 ANat:用于控制拟合方式。ANat=l,2,3分别为根据实测速度计算力曲线、根据实测力曲崐线计算速 度曲线，根据实测下行波计算上行波曲线。一般的拟合计算均建议采用崐ANat=l即用速 度计算力的方式， 因为根据实测速度计算位移、动静阻力才是最恰当的，崐此外当使用其它 拟合方式特别是利用下行波计算上行波时往往会虚假地提高拟合质量崐数。2. 桩型：PFom=测点周长/面积鉴于实际工作中桩型的复杂性， 很难用圆桩、方桩、三角桩、空心管桩等方式定崐义桩型， 因此 CCWAPC 干脆以周长比面积的形式对其进行了定义， 这种定义主

23、要用于单崐元周长和面 积之间的换算。PFOM由DATPRO提供，一般不作修改。3. 桩均匀性 PUni：CAPWAPC程序中，根据PUni的赋值情况确定是否进入桩身阻抗分布。CCWAPC中的崐这一变 量亦是仿CAPWAPC设立的，但随着程序的改进已被弃置不用。4. 桩单元数 NPil：程序中依据桩长按一米左右一节点自动划分的桩单元数， 不能修改， 由于内存和崐程序设置 上的原因，NPil不能大于320,与CAPWAPC设定一样。5. 土单元数 NSoi 和摩阻位置 NFac与CAPWAPC 一样，CCWAPC可设置每一、 二、三个单元对应一土单元 （分别对应崐 NFac=l,2,3）应用于不同

24、的地质和桩长。NSOi二NPil/NFac,显然当土单元数越少，计崐算速 度就越快，精度越差，但NFac=3对于长桩或均匀地质条件是非常适宜的。CAPWAPC崐的缺省 选择是NFac=2,而CCWAPC则为NFac=l。利用NFac=1,2,3之间的相互转换，程序崐还可以自 动实现相邻土单元参数间的平均（平滑）。6. 锤贯数BLct, ADjs贯入度根据实测方法获得，在CAPWAPC中用于位移和速度曲线的修正，因而对结果的影崐响很大， 但是RS系统已将此修正安放在DATPRO程序中，故此处仅起参考作用，无实际崐使用价值， BLct、ADjs诸值均由DATPROD攩TM攪转换得出。7. 速度峰点

25、TVpk、分析始点TBeg、分析终点TEnd: 计算用区段控制参量， 一般由程序自动生成， 不用修改。8. 拟合次数 ANno:用于控制优化计算的步长和优化次数，ANno=1,2,3分别对应较少优化次数和大步崐长、中等 优化次数及步长，较多优化次数与小步长，前者用于大范围寻找，而后者则崐用于小范围优 化，实际使用过程中不同步长的有机结合才是恰当的选择。当ANno=3时，由于被定义的优化次数大于1000次，因此计算中常常需要用“ESC”崐退出。9. 扩孔起点 SEng:用于扩大头桩的计算， 在现在的版本中， 因阻抗修改非常方便， 被弃之不用。10. 裂纹起始单元Sil、终止单元Si2、裂纹间隔i

26、IN t:这是与CAPWAPC完全对应的几个变量，主要用于确定裂隙在桩身中的分布，其物崐理意义为 在桩单元Sil与Si2之间每隔iINt(=1,2,3)个单元即分布有被定义的裂隙存在。11. 张开裂纹宽度TSik和闭合裂纹的长度CSik,实际上这种叫法并不合理，正确崐的说法 当如3.5.1所言，与CAPWAPC不同的是，CCWAPC中的TSik、CSik的输入单位是崐微米，且 都用正值表示，而不是毫米，与CAPWAPC 一样，使用裂隙模型应当谨慎。12. 桩侧辐射(质量)系数(MSkn),桩底辐射(质量)系数(MToe)、土塞系数(PLug): 这些都是无量纲量，程序中分别设定了一固定值，与之

27、相乘后者是真正的MSkn,MToe, PLug这些值在拟合计算后所显示的结果栏中被有量纲地视出。当SKdp和BTdp崐 为零时，MSkn和MToe无实际价值。以上为程序运算时调参栏目中待输入的一些变量名。CCWAPC在计算结果显示屏中崐尚有一些 变量需要加以简要说明， 分别如下:一、原始曲线显示屏1. CSX: DATPRO中得到的最大压应力；2. TSX: DATPRO中得到的最大拉应力；3. RMX: DATPRO得到的当前Jc值下最大阻力法极限阻力；4. RA2: DATPRO得到自动法计算的极限承载力；二、计算曲线显示屏：屏幕左侧栏中各变量和量纲均与CAPWAPC完全相仿，其中1. R

28、Ult 为总的极限静阻力;2. RToe 为桩端阻力;3. JSkn为平均的桩侧CASE法阻尼系数；4. JToe为桩底CASE阻尼系数；当用“X” / “Y”调看计算结果并且移动光标时，屏幕右下方还将显示：5. RUlt、 RUbt: 为计算所得本次试验被激发的桩周土总阻力和端阻;6. TIme、 P-Element: 分别为光标所在位置对应的时刻和单元编号， 当光标超出崐桩顶和桩 底所对应的位置时， 单元编号已无实际意义;7. delt: 光标所在位置计算曲线上的参数值和它与实测曲线间的差值， 结合单崐元编号， 此值可用于人工调参计算;计算屏的曲线显示栏中还有下列几个参数:& CUrr:当

29、前计算的拟合质量数(MQ);9. PRev:前次计算的拟合质量数(MQ);10. Best:最佳拟合质量数(MQ);11. TB、T1、T2、TE、2L/C:全部位于曲线屏的最下方，分别为曲线起跳时间，崐速度峰值 时刻、桩底反射时刻、计算终止时刻、桩底反射时间;12. T1、T2、T3、T4:为计算的收敛时间阶段与CAPWAPC完全对应；三、输出表格中的变量(土性参数总汇)自上而下自左至右变量名或中文解释依次为:1. 土性参数总汇(TOTAL RESULTS OF SUIL PARAMETERS)2. 工程地点(Site)3. 桩号(Pile)4. CCWAPC 岩海公司研制5. 本次拟合质量

30、数(MQ-NOW)6. 最佳拟合质量数(MQ-BST)7. 本次调入计算次数(NO.)&最大打击力(FMAX)9. 起跳时刻(TBeg)10. 速度峰值时刻(TUpk)11. 桩底反射时刻(TIpk)12. 计算终止时刻(TEnd)13. 采用CASE法分析时对应选取的Jc值(Co-Jc)14. CCWAPC分析的最终(Final CCWAPC Capacity)极限承载力15总阻力(Ru),侧摩阻(Skin),端阻(Toe)16. 土单元编号(Soil Sgmnt No.)17. 测点下深度(Depth Below Gages)18. 地表下深度(Depth Below Grade)19.

31、弹限(Quak)20. 土阻尼(Soil Damping)依次为21. 凯斯阻尼(Case)22. 粘滞阻尼(Vises)23. 史密斯阻尼(Smith)24. 侧摩阻(Ru)25. 自下而上阻力总和(Sun of Ru)26. 单位侧摩阻(Unit Skim Frctn)27. 总和(Sum)28. 平均结果(Avrge)29. 桩尖(Toe)30. 改进土模型参数(Soil Model Extensions),桩侧(Skin),桩尖(toe)31. 卸载弹限系数(unload Quake)32. 加载弹限的百分比(% of load quake)33. 卸载水平(unload level)

32、34. 土隙(Resistgance Gap)35. 土塞重量(Soil Plug Weight)36. 辐射阻尼(Soil Suppoct Dashpot)37. 辐射体重量(Soil Suppoct Mass)38. 硬化参数(Hardering Stiffness)39. 卸载拐点(Unloading tainpoint)4 拟合计算与静力分析与CAPWAPC相比，CCWAPC在拟合计算安排和静力分析计算诸方面有许多自身特点，崐本节结 合二者的比较介绍CCWAPC在人工调参计算、拟合计算和静力分析等方面的使用崐方法。一、人工调参计算：早版本CAPWAPC(CAPCG.EXE)的人工调参计

33、算是相当麻烦的，不仅仅是繁节多修改崐一次必 须经过多道手续才能完成, 而且在修改提示方面亦很欠缺, 人们只能凭肉眼估崐算应在哪一 单元进行调整。后来的CAPWAPC(CW.EXE)在这方面改进了很多，不改变曲线崐显示状态即可进 行参数调整，而且可通过移动光标来判断需要调整的单元与参数(有崐建议值显示)。CCWAPC 的人工参数调整亦可用移动光标方式确知需修改参数的单元编号和参数的崐大体幅 值, 正如前文介绍的, 其参数调整过程也是相当简单的。具体地讲，对于一个崐未经计算的 原始数据可以通过以下步骤（不靠任何自动计算）来实现拟合计算:1. 键“ f”试算一次CCWAPC 已根据曲线和 DATPR

34、O 转过来的其它记录设定了各单元的桩身阻抗、摩阻分崐布、弹 限、阻尼等各种参数，其中摩阻分布是以RMX值为总阻力取1/3作为端阻,2/3作崐为侧摩阻 且按三角分布进行的,经过试算后可以很方便地观察已有赋值的合理程度。如果有桩身形记录和工程地质资料，可以通过“3”、“4”、“7”、“8”等指崐令直接进入相应 参数修改栏，调整桩土参数，再键“f”试算，此时有些不好立即确崐定的参数如弹限、卸 载、系数等可以仍沿用程序中的缺省选择。据介绍人工调参时，崐阻力分布的最佳方法是， 首先参照RMX、RA2确定总阻力以及摩阻和端阻各占多少，然崐后根据地层分布在各相应段采 用梯形分布或矩形分布, 进而将其它参数设

35、置成建议值崐再进行计算。2. 移动光标确定需要调整的单元与参数0.2L/C以前，主要通过调整摩阻分布和阻抗来改善拟合效果的，而且以阻力修正崐为首选内 容。在计算结果屏，移动光标至自前至后观察不吻合部位，屏幕右下方将显示其对应崐的单元号 （P-Elemrt）和差值（delt）。进行阻力调整可键“8”后，在相应单元极限阻力栏增加delt/10值，熟练的使用崐者则可对 单元附近单元诸值进行同步调整。此时应考虑到前面修改会导致后面曲线的崐平移效应。进行阻抗调整时，可键“4”后在“P-Element+2”单元上增加或减少（看delt的崐正负）阻 抗， 反复调整， 直到相应区域吻合较好时为止。人工调参时，

36、操作者应时刻想象实际桩土情况以及每一步调整所对应的工程现象，崐切忌为 调整而调整，不管工程情况如何。各单元参数的调节应当是一个统一的整体，影响一个区域（2L/C以前）拟合效果的崐因素，不 单纯是某一单元的阻力、阻抗等，常常涉及到几个单元的参数以及相应部位崐处的弹限与阻 尼。3. 2L/C处拟合效果的调整桩底反射处的拟合是整个拟合的关键，CAPWAPC和CCWAPC、FEIPWAPC在桩底均安崐排两个收 敛段即说明了它的重要性，过去CAPWAPC的自动拟合计算常遭人非难也正是崐在这一区域 的处理上显得过于单调所致，它往往不加选择地添加TGap Plug等参数以崐改善拟合效果， 使得计算结果往往与

37、工程实际不符。影响桩底的参数很多，但以下列几种最为厉害：a. 平均波速;b. 土塞;c. 土隙;d. 卸载系数;e. 总阻力和桩尖阻力;f. 桩尖弹限与阻尼系数;使用者可以探索上述诸参数的影响（第五章已有详细介绍）。4. 2L/C以后曲线的调整（第四段） 第四段的拟合效果往往由卸载参数、阻尼参数和弹限来决定的，其中卸载水平、崐卸载系数 和辐射阻尼情况在整体上起决定作用，当然减小阻力，加大阻尼也会使第四崐段曲线下降， 此外如果曲线有高频振荡存在则应调整桩尖阻尼和桩身内阻等值。这些参数对拟合效果的影响是交互的，应当综合调整。5. 读取最优结果和恢复运算CAPCG.EXE（CAPWAPC早期版本）在

38、程序运算过程中经常退出，早期版本的CCWAPC也崐有类似 情况。CCWAPC特意设置了一个文件“*.BST”随时存入计算过程中出现的MQ最崐小的桩土参 数。该文件既保证程序不正常退出后的立即再恢复，又可使操作者随时调崐用取最优拟合的 桩土参数，一举两得（“Z”指令）。此文件读入后，程序会自动进行一次拟合运算，以检验其拟合效果。二、优化计算anat 用于控制拟合方向,而 anno 则用于确定优化步长和优化次数。CCWAPC 共有十二条指令用于优化计算, 每次调用时均会在屏幕右下方显示其工作崐态势 , 如进行卸载优化计算时会显示:“卸载优化计算，稍候！”具体选择哪一种优化可参照5.6 执行, 这里

39、不再重复叙述。任何优化计算随时可用“ ESC ”退出。优化计算退出后，一般要求多键两次f”让程序自动剔除一些不合理参数成份。三、静力分析:（“ l” ）CCWAPC静力分析采用的是非线性有限元模型，对于一个低档计算机，CCWAPC的静崐力分析可 能要较长时间。“1”键以极限阻力为加载终止条件，“j ”则以被充分激发崐的阻力为加载终 止条件。由于没有用Davission判断准则，CCWAPC的静力分析的塑性崐段有时会显得较长， 此时对沉降的判断则应以拐点处沉降为准。5 常见错误的排除CCWAPC 在使用过程中可能出现一系列不太正常的现象， 本节介绍这些现象的解决崐与排除 办法。1. 现象: 屏幕

40、右下方显示:“桩土参数文件*.BST不能打开！ ”，程序退出。原因: 临时数据盘设置不对或系统中没有被设置的盘号存在。解决：重新运算CCWAPC并键入正确的临时数据盘盘号（虚拟盘或硬盘）。2. 现象: 弹出菜单时不显示汉字或程序退出或死机原因： 菜单弹出时需要占用大量常驻内存， 如果内存不够， 轻者将不显示汉崐 字， 重者则会退出或死机。解决：a.重新修改config.sys和autoexec.bat文件，确保常驻内存大于615K;b.当程序退出时，可重新运算，并用“Z”指令调取已计算出的结果，崐然后继续运算。3. 现象：启动死机或退出显示memory not enough或出现磁盘操作不正常

41、提示原因： 加密系统与运行环境冲突或加密盘（驱动器）损坏解决： 修改运行环境或与岩海公司联系更换加密系统4. 现象： 计算速度很慢， 象死机一样原因： 计算机档次偏低或无协处理器解决： 更换更高档次的计算机5. 现象： 程序在计算过程中退出， 且出现浮点溢出原因： 程序中出现被零除的情况或数值太大， 很可能是阻抗或总阻力弹限等崐 被不小心赋了零值解决：重新运用“z”指令恢复上次的计算6. 现象： 打印不正常原因： 未接打印机， 打印机型号不对或 Canon 喷墨打印机字体设置不合适解决：换上与LQ-1600K兼容的打印机，重新设置字体7. 现象：计算时间段Tl、T2、T3、T4定义位置不对原因

42、： DATPRO 转换时未定义起跳时间， 桩长终止不准确 解决： 重新通过 DATPRO 转换&现象：土性参数总汇（中文表）打印的总阻力结果不对（“m”）解决：改用“n”打印英文结果9. 现象: 文件名显示杂乱, 文件无法取出原因： 其它目录下的文件名被串入, 导致文件名编排和读取错误,这种情况崐 常发生于上一目录的文件名字数高于本目录的解决： 退至 DOS 状态, 重新运算程序10. 现象： 计算中出现高频振荡和发散原因： 桩土整体参数不合理 解决： 修改参数后重新计算11. 现象： 汉字显示不正常 原因： 字库文件丢失或扩展内存管理不够 解决：在UCDOS下拷入HZK16文件或重建管理系统

43、 6 拟合分析计算过程与收敛标准一、预备处理 选择测试质量较好的信号，调入拟合程序中，输入桩的已知参量(桩长、截面积、崐弹模等) 后，进行数据质量调整，直到对待分析的信号质量满意为止。二、计算步骤(1) 根据工程地质勘察报告，桩基础的设计资料，以及以往的地区经验结合崐表一，对各 个单元桩土模型参数取一个初值。 以实测的速度曲线Vm(t)为已知量，求解力波曲线Fc(t)。令t=jA t,(j=l,2崐，,)， t为分析的时间步长，也就是应力波通过一个单元的时间。a. 由 Vm(jA t)来计算 Pd(1,jA t)。b. 依次计算各单元的上、下行波Pd(i,jA t)及Pu(i,jA t)。c.

44、 分别计算各单元的速度v(i,jA t),及位移U(i,jA t)值。d. 根据各单元的速度和位移，由我们设定的土的动、静阻力模型，计算Rd( i,jA t)、 Rs(i,jA t)及 R(i,jA t)。e. 计算 Pc(jA t)。重复以上的计算过程，直至jA t三minZL/C+23,4L/Cms为止。(3)将这一次计算曲线Pc(jA t)与实测力曲线Pm(jA t)比较。根据两者的差异特征，调节我们前面设定的桩一土模型，再重复(2)中ae的过崐程，得到 Pc攩攪(jA t)后再与Pm(jA t)比较。根据差异，再调节桩一土模型，直至第n崐次后Pc 攩(n)攪(jA t)与测试值Pm(j

45、A t)拟合较好，达到满意的收敛程度为止。在对比计算中我们发现，(2)d的计算过程，CAPWAPC和CCWAPC中是不完全一样的，前者远比 后者快，我们分析后认为由于CAPWAPC编写之时，计算机技术和运算速度尚崐欠发达，为了 提高运算速度, 编制者可能直接将上一时刻的速度和位移用于计算下一崐时刻土的动静阻力, 但严格地讲，速度、位移、动静阻力应对应同一时刻或者说(2)d崐本身应当经反复迭代运算 完成,CCWAPC对于这一步最高可迭代1000 次,(CAPWAPC仅1次)，崐因此从这方面讲CCWAPC 具有更高的分析精度(我们编程时曾进行过对比)，换句话讲崐,CCWAPC只能在高档计算机上 才

46、能进行快速运算(486、586等)。(e)的计算时间段于崐CAPWAPC和CCWAPC也不完全相同， CCWAPC的截止时间大多超过100ms。三、拟合计算中各参数的建议取值范围：CAPWAPC 和 CCWAPC 中的主要土参数1项目111|符 号 |11量1111纲 |建议的最小值|建议的最大值|建议的初始值|1桩侧临塑变形1 1| QSkn |cm1| 0.025n1| max u |0.251|桩底临塑变形| QToe |cm| 0.025| max u|0.25|桩侧卸载系数| CSkn | 0.01| 1.0 |1.0|桩底卸载系数| CToe | 0.01| 1.0 |1.0|卸载

47、水平| UNld | 0| 1.0 |1.0|桩侧复载水平| LSkn | -1.0| 1.0 |-1.0|桩底复载水平| LToe | 0.0| 1.0 |0|桩侧 CASE 阻尼1| JSkn| N/A| Ns|0.1|桩侧Smith阻尼| SSknI|s/m|0.08| 1.0|N/A桩底 CASE 阻尼1| JToe| N/A| 1.0|0.1|桩底Smith阻尼 丨SToe1|s/m|0.08| 1.0|N/A阻尼选择| OPld | 0| 2.0 |0|桩身内阻| PIld | 0| 0.03 |0|桩侧粘壶| SKdp | 0.02| N/A |0|桩侧土体质量| MSkn |k

48、N| 0| N/A |0|桩底粘壶| BTdp | 0.02| N/A |0|桩底土体质量| MToe |kN| 0| N/A |0|土塞重量| PLug |kN| 0| 3toe weight0|土隙| TGap |cm| 0| max Utoe-Qtoe0|残余应力| REss | 0| 5 |0|1桩侧硬软体系数丨HSkn | -0.2| 0.2 |0|1桩底硬软体系数| HToe | -0.2| 0.2 |0|桩侧卸载拐点| USkn | 0| LSkn/(1+UNld)0|桩底卸载拐点1| UToe |1 1| 01|LToe|1 10|1注: 为节点处桩身最大位移; 为三倍底部桩单

49、元重量; 桩尖最大位移与桩底弹限之差。 四、CAPWAPC程序计算的收敛标准计算的收敛标准常由计算曲线和实测曲线的拟合程度来定。用计算值与实测值之崐差的绝对 值之和来定量评价，这个数值被称为拟合质量数MQ。另外，还常常用计算的崐贯入锤击数与 实测的贯入锤击数进行比较，来校核计算的收敛情况。1. CAPWAPC法曲线的拟合质量数MQ在CAPWAPC法程序中，分别根据下列四个时间区段内，实 测曲线与计算曲线之差来崐调整有关的土参数，并计算拟合质量数MQNK(K=1,2,3,4)。(1) 第一个时段是从冲击开始时起，长为2L/C的时间，这一段时间内两条曲线的崐拟合主 要由桩侧摩阻力来控制, 因此,

50、可用于调节桩周土的侧摩阻力及分布。 对于长崐桩，这一段 占的比重较大，必须正确拟合，才能得到满意的拟合效果。(2) 第二个时间区段是以第一时间区段的终点为起点，区段长度为tr+3mstr为冲崐击开始 到冲击峰值时间， 这个时间段两条曲线的差异主要用于修正桩尖土阻力模型参崐数及总阻力 (动+静) 。(3) 第三个时间区段起点同第二时间区段， 但区段长度为 tr+5ms， 这一段主要用崐于调节 阻尼参数， 修正 Rut。(4) 第四个时间区段是以第二时间区段的终点为起点， 区段长度为 20ms， 这一时崐间区段 主要用于修正地基土的卸荷系数(CSkn, CToe, UNld等)。桩顶计算值与实测值

51、之间相对差值的绝对值之和为拟合质量数。因此在某一时间崐区段内的 拟合质量数(MQ)为I f攬ic攭-f攬jm攭|MQK=SUM | |(5-34)IFm If攬jc攭和f攬jm攭分别为t=jAt时，桩顶变量的计算值和测试值，SUM则对K时段内各 计算崐点求和，Fm为实测最大冲击力，因此4MQ = MQKk=1由于第二个时间区段和第三个时间区段叠加了一段时间(tr+3),因此在2L/C时刻崐后很短 一段时间内，它的拟合效果对拟合数具有双倍的影响，因此Rut的大小，对MQ崐的影响要 大于其它地基土的模型参数。2、锤击数的拟合除了拟合桩顶变量的时间曲线外,CAPWAPC程序还提供了另一个评价收敛效果

52、的方崐法，这 就是锤击数的拟合，即将程序计算的锤击数与现场实测的锤击数进行比较。在 CAPWAPC 程序中， 有三种计算锤击数的方法: BCTq=1.0/(U 攬 tm 攭-Qav)(5-35)式中，Utm是计算的桩尖最大位移量；Qav是地基土弹限按土单元承载力的加权平崐均值。Qav= (QiRui)/Rut(5-36)Qi及Rui分别为土单元i的弹限和极限反力。Rut为土的总承载力。这个锤击数的定义与WEAP程序中一样。 BCT 攬 f 攭=1.0/U 攬 tf 攭(5-37)这种计算方法以桩尖最终计算位移U攬tf攭为依据，这个值的可靠性不高，取决于分崐析 的终止时间。 BCTr=1.0/(

53、U 攬 now 攭-U 攬 bef 攭)(5-38)这种方法是由残余应力分析得出的， 它由桩顶目前残余应力分析后的位移 Unow 与崐前一次 动分析得到的桩顶位移Ubef来估计。因而它的准确度高于上面两种方法。7 波动方程拟合分析步骤建议 不同软件由于编写的方法不同, 其分析过程是不完全一样的, 但由于都采用了相崐同的原理, 因此总的来讲，他们仍有许多共同之处，限于我们所熟悉的软件仅为崐 CAPWAPC（CAPCG.EXE）和CCWAPC,这里仅就它们的分析过程提出建议并进行适当比较，崐供 使用者参考。一. CAPWAPC的分析过程建议a）选择桩侧、桩尖阻尼值（凯斯）0.1b）选择力拟合分析模

54、式（ANat=l）c）进行一次自动（反力）分布d）进行一次试分析e）在试分析结束后，进行另一次自动分布（反力），再继续重复试分析和反力分崐布直至你 认为第一个2L/C时段拟合较好f）检查 2L/C-4L/C 时间段， 如果计算力曲线较高， 减小极限承载力， 增加动阻力，崐 使用 CAPWAP 变量菜单中的 RDsw 选项， 若计算曲线偏低， 则反之g）如果记录的后部较低，调节UNld至较小值h）调节总反力及端承力以提高2L/C之后的拟合，若有必要，调整桩尖Qu,桩尖 崐阻尼i）观察计算的锤击数， 调节反力和/或 Qu， 以改善锤击数拟合j）如需要，调节卸荷弹性变形（CSkn, CToe）k）在

55、最后输出之前， 检查总承载力的灵敏度， 作为最后的检验（确信你存入了最崐佳拟合）， 此检查可通过改变总承载力（例如使用RDsw）5%-10%来进行l）将你之解法与凯斯法作比较（比较结果）m）若锤击数拟合情况不好， 则进行标准的 CAPWEAP 分析n）进入输出菜单:绘力、速度拟合图绘反力分布图、FV曲线打印结果表格进行“静态”分析，打印及绘出结果进行CAPWEAP波动方程分析（注意:如果你的计算的锤击数与测试值不符合，则极崐限承载力 同样是不可靠的）。在返回主菜单之前，进行另外一些需要的输出。CAPWAPC 的熟练使用者都知道 ，自动计算和人工计算相结合会达到非常好的效果，崐而实际 上由于 C

56、APWAPC 人工调参手续的复杂性， 许多用户常常会过份依赖自动计算 ，崐尽管这种 自动计算单调和不太可靠， 应该说这种过份依赖不是科学的办法。上述建议崐中提及的实测 锤击数在许多情况下因没有记录而失去参考意义，这一点也应引起注意。二、CCWAPC 分析过程建议1. 利用 DATPRO 攩 TM 攪程序进行曲线调整和 CASE 法计算， 并将其转换成 CCWAPC 的可读崐 原始数据。2. CCWAPC调用后首先进行一次试算。3. 根据工程地质资料，施工记录等人工输入桩身阻抗（非均匀时）和摩阻分布，崐桩端阻力, 根据桩周土状态与性质选择弹限和阻尼系数（Smi th）后再试算一次，当缺崐乏明确资

57、料时也 可沿用程序中预设的各种参数。4. 选择力拟合分析模式（ANat=l）,当拟合质量数MQ三25,取拟合次数ANno= 1崐15 W MQ25 时取 ANno=2， 否则取 ANno=35. 选择卸载优化计算。CCWAPC的卸载优化计算实际上为一整体参数的优化运算，崐它能迅速 地使得计算曲线的整体形态与实测曲线接近， 由于计算时偏重于曲线的尾部崐效果， 被我们 称之为卸载优化。6. 优化计算可自行退出，也可在达到预期效果后中途人工干预(ESC)退出，退崐出后，可 人工计算两次, 程序会自动剔除优化计算中产生的不合理指标。7. 当桩尖处优化效果较差时可调整平均波速，桩身内阻或采用土塞优化，土

58、隙崐优化等方 案进行计算。8. 进入阻力优化计算， 让程序自动调整以阻力为主的各种参数。9. 退出后，人工调整阻力分布剔除不合理成份，或根据地层结合计算结果重布崐阻力后进 行人工计算。10. 再次进行卸载优化计算。11. 根据各变量对曲线的影响结合工程实际情况选择其它优化指令计算以期达崐到最佳拟 合效果求得最符合工程实际的结果来。12. 进入“静力”分析，并打印各种结果。注意 CCWAPC 中的阻抗优化和裂隙优化， 只有在上述各种手段无法求得理想解时才崐使用， 因为这时有理由结合曲线形态怀疑桩身阻抗变化与设计者初衷和施工记录不符。崐 CCWAPC 分析过程中，使用者还可移动光标，分析实测与计算

59、曲线间的差值来进行相应崐参数调整。8 部分参数对拟合曲线的影响利用CAPWAPC和CCWAPC在众多算例中进行了计算，并结果理论分析，可以得出部崐分参数 对拟合效果影响的一些定性结论， 兹分别介绍如下:1. 减小卸载水平(UNld有人称之为桩侧负摩阻极限)，意味着负摩阻减小，因此崐往往导致 拟合曲线的尾部上升(这里的拟合曲线系指力或上行波， 下同，对于计算的速崐度曲线其情形 则相反);2. 桩底弹限(QToe)降低时，会引起桩底土的快速加载与卸载，因而会导致计算崐曲线在 2L/C处偏高，稍靠后的部位则偏低(有点象纵向压缩2L/C以后的计算力曲线)崐自然下降 得越利害， 这种压缩就越严重);3.

60、 桩侧土弹限(QSkn)降低时，同样会引起桩侧土单元的快速加载与卸载，这样崐一来，上 部单元对应的计算力曲线会偏高，后部则会相对降低些，相当于纵向压缩0崐-2L/C段的计 算力曲线;4降低桩侧卸载系数(CSkn)会引起桩侧土单元卸载速度加快。自然将使计算力崐曲线的后 方越来越下降，与卸载水平和桩底卸载系数相比，它引起的下降区间要稍稍崐靠前些，且下 降形态上亦稍有区别。5. 桩底卸载系数(CToe)的降低与4)相仿，但下降起始与结束部位略微靠后；6. 桩侧各点土的阻尼力与当地瞬时速度和静阻力成正比 因此某一单元阻尼对崐拟合效果 的影响应当滞后一段时间， 此外， 与静阻力相比， 阻尼的作用时间相对

61、要短崐很多， 一般来 说，降低桩侧阻尼系数(JSkn),将使土单元的动阻力减小，使计算曲线崐偏低，而且过份的 低值 JSkn 会使曲线出现轻微的低频振荡 ( 阻尼往往也被用于消除计崐算中出现的低频振 荡);7. 桩底土阻尼系数(JToe)的降低会使2L/C处的计算曲线偏低，JToe太小时,2L/C崐以后会 有低频振荡形成，同时当JToe太高时计算曲线中往往会形成大量高频振荡；& 土塞(PLUG)的阻力作用表现在自身的惯性力上，因此初始阶段当桩尖速度增崐加时会推 动土塞产生一向下的加速度，形成一向上的阻力使计算曲线在2L/C靠前处升崐高，而2L/C 后移一点点， 桩尖速度峰值已过， 土塞会反而形成一向下的拉力使计算曲崐线下降， 局部顺 时针扭曲现象会随着土塞重量的增加而增加;9. 平均波速(ASpd, OSpd)的增加不仅会使计算的桩底反射时间提前，而且还会崐显著地抬 高0-2L/C段前端的计算力曲线，降低0-2L/C段后部的计算力曲线，这种现象崐可以被理解 为纵向压缩。但与降低弹限影响的压缩现象不完全相同，后者看上去滞后崐一点顺时针旋转。10. 土隙(TGAP)会延缓桩底阻力作用的充分发挥，因此减小土隙会使2L/C前一小崐段曲线 偏高, 2L/C 时刻后局部计算曲线降低;11. 桩身内