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-1-CPSA程序安装（1）将USB狗插入计算机USB接口；（2）安装微狗驱动软件Instdrv；（3）点击定量分析软件安装程序CpsaSetup。安装过程如下：选择安装目录，否则，缺损安装。安装完毕后会在桌面生成CPSA快捷方式。-2-CPSA功能简介CPSA运行后便会出现：图I-1CPSA开始界面点击图I-1界面，程序进入图I-2界面：图I-2程序主界面主界面菜单主要有文件；简单分析；拟合分析；桩土参数；原始信号类型；帮助部分。(1)文件文件打开：用于波形文件及存储结果文件读取。文件存储：用于存储一般分析结果及拟合分析结果。图片存储：用于存储图片文件，图片文件可用于插入文档文件。BMP图片文件较大，可用相应软件转存为JPG文件。图片文件一般由图形处理软件打开或用WORD、WPS插入文档。打印机设置：任何新的打印机在使用之前，必须将打印机驱动程序安装进去，建议打印机纸张大小设置为A4纸。打印选择：用于在存储了一定数量结果文件之后进行，在结果进行打印之前，先对结果文件数量及排序进行选择。-3-退出：终止CPSA，并将当前的各窗体大小（软件的窗体大小可以调整）保存到CpsaFrmSize文件。(2)简单分析在CPSA中简单分析中提供了三种分析方式：定性分析；定量分析；人工定量。在CPSA简单分析中提供了桩体类型的三种描述：桩端截面均匀；桩端截面扩大；桩端截面减小。它们主要用于定性分析。例如：描述桩底有扩大头的桩，如挖孔桩、夯扩桩，桩体类型设置为桩端截面扩大，则定性分析中就会给出扩大头示意图。在CPSA中还提供了对波形处理的四种方式：波形放大（F2）；波形还原（F3）；波形拉伸（F4）；波形压缩（F5）。F2、F3、F4、F5为快捷键。(3)拟合分析考虑桩土相互作用的影响，根据对实测波形的拟合，得到桩身波阻抗变化位置、程度、范围。(4)桩土参数桩土相互作用是影响应力波衰减的一个重要因素，通过对完整桩侧反射波的拟合分析或根据桩周土性的剪切波分析，可以确定桩土相互作用参数。(5)原始信号类型在实际完整性检测中，使用的传感器类型主要有两种：一种是速度计，如高阻尼拾振器及欠阻尼拾振器，它给出的是质点速度信号；另一种是加速度计，它给出的是加速度信号，在分析时，必须积分成速度信号。反射波法分析一般是对质点速度信号进行分析。加速度信号：若此项选择，则CPSA会对原始信号进行积分处理。速度信号：此项为缺省设置，CPSA认为原始信号为质点速度信号。由于目前主流仪器存储的波形信号一般为速度信号。因此，原始信号类型就是速度信号。图I-3信号类型选择(6)帮助定量分析帮助主题（F1）；关于CPSA。-4-CPSA主要功能详解文件打开：CPSA可以读取FD(*.dat;*.pds)数据、PIT数据、RSM(*.rsm)数据、分析结果(*.PSA)。PIT数据文件须用其输出转换功能将文件转存，转存文件的扩展名取PIT。在读取文件之前，应选择好文件存放文件夹及数据格式，右侧为该文件夹的文件（文件名呈虚状），然后输入工地名称和检测单位。图I-5CPSA文件打开前设置点击确认按钮，进入图I-6界面。图I-6CPSA数据文件打开原始数据文件读出后，可进行滤波、归零、校正等处理。在右侧滤波处输入合适的滤波频率，然后点击确认按钮便可对波形进行滤波。低通滤波一般用来消除高频干扰信号，高通滤波用来消除信号的有限飘移。若在选择各道实测信号及平均信号下面显示两道以上的波形，则最后一道为前面记录信号的平均。如显示四道，则第一、二、三道为处理后的原始数据文件，第四道为第一、二、三道平均的波形。点击波形为分析波形，进入一般分析状态。一般分析以峰值对应时间确定纵波波速（或桩长）、-5-反射波位置。第一个波峰位置，软件自动判断，桩端面位置与第一个峰值对应。记录桩号、桩长、桩径、砼纵波速、砼抗压强度等级参数可用鼠标键盘来修改，点击相应参数，参数变成亮点后，便可对参数进行修改，输入已知参数。若桩长已知，将光标移动至桩底的反射波峰，按鼠标右键，选择定波速，就可按峰峰值方法确定平均纵波速；若波速已知，将光标移动至桩底的反射波峰，按鼠标右键，选择定桩长，就可按峰峰值方法估算桩长。光标移动过程中，右面时间(ms)、位置（m）、速度(m/s)、指数放大表示光标对应的时间、以及由波速计算的当前反射位置、由桩长计算平均纵速度（假设当前波形为桩底反射）、波形当前位置的指数放大值。图I-7由桩长定波速图I-8由波速定桩长在光标当前位置，按鼠标右键，选择归零可将当前信号幅值旋转归零，可用相同的方法对其它需归零的位置进行处理，这样可减小分析波形的漂移现象，图I-9归零前图I-10归零后在实际检测中，当传感器放置点及锤击点不当时，波形会失真，往往反向的波形幅值很大或上移趋势明显，这意味着桩有较大的负向位移或正位移，实际上这是不可能的。通过波形校正，可消除较大的反向过冲。通过波形校正可以校正或修正这种异常，图I-9经自动校正后的波形如图I-11-6-图I-11校正后的波形按鼠标右键，选择频谱分析可对当前信号作谱分析，通过对信号的功率谱分析，可以了解信号频率成分、最大能量对应的频率范围、干扰信号的频率范围。谱分析对确定滤波频率有帮助。频谱的频率分辨率＝)/(1tN,这里N为信号采集点数，△t为采样周期。谱的分辨率可以通过细化来提高。谱可以细化2倍、4倍、8倍、16倍图I-12波形原始谱图I-13细化16倍的谱反射波的基阶频率f0、波速c、反射位置X间关系：对波阻抗减小产生的同相反射)2/(0fcX对波阻抗增大产生的反相反射)4/(0fcX光标移动时左下角的信息栏中会显示对应的频率及预估的可能的波阻抗减小（或增大）位置。谱拉伸：将谱图沿频率方向展开。谱压缩：将谱图沿频率方向压缩，与谱拉伸结合使用，可以使谱图显示合理。返回：退出谱分析。在桩长或波速确定后可对信号作简单分析，它包括：定性分析：根据反射波相位特征对阻抗的变化进行定性描述。在反射波法中，由桩端的实测波形我们仅能判断桩身的波阻抗变化。波阻抗与密度、纵波速及截面积有关，在其它条件未知的情况下，我们无法判断阻抗变化是由离析还是由缩径或两者共同影响造成的。CPSA在定性描述中给出两种描述形式：一种由离析、缩径导致阻抗变小；另一种是由扩径、弹模增大导致阻抗变大。-7-图I-13波阻抗定性分析将光标移至反射波峰值点，按下鼠标右键，选择定反射波峰点，便会在完整性描述处给出反射波峰所在位置及该处阻抗变化性质，见图I-13。当然，用户可根据WINDOWS提供的汉字输入法，使完整性结果描述与具体情况更加贴近。定量分析：桩土参数设置完毕后（详见桩土参数设置），在简单分析中选择定量分析，见图I-14。将光条移至异常处第一反射波峰处，按下鼠标右键选择定反射波峰点，便会在CPSA分析结果描述窗口中显示出该处完整性系数，见图I-15。图I-14简单分析中定量分析图I-15反射波峰点定量分析考虑到反射波相互迭加等问题，一般只对两个异常处完整性作定量分析。人工定量：即人为确定反射波起点及峰值点，移动鼠标至反射波起点按下鼠标右键选择定反射波起跳点，则在反射波此处画上一个圆圈，然后，移动鼠标至反射波峰值点按下鼠标右键选择定反射波峰点，便可给出该处的位置及完整性系数，见图I-16、I-17。移动鼠标，可重新设置反射波起点及峰值点。图I-16人工确定起点图I-17人工确定峰点-8-若以上操作有误，按鼠标右键，弹出菜单，选择撤消所有点设置，便可消除设置及相应的结果。桩端截面均匀、桩端截面扩大、桩端截面减小则是在波阻抗示意图上显示桩底类型。波形拉伸（F4）、波形压缩（F5）是在时间轴上对波形进行拉伸、压缩；波形放大（F2）则是在幅值上对波形进行指数放大；波形还原（F3）是将放大后的波形还原；移动光标可以显示当前位置的指数放大值。图I-18阻抗剖面示意图图I-19波形指数放大-9-CPSA桩土参数设置桩土相互作用是复杂的，为了描述应力波在桩侧土中辐射，用阻尼壶来模拟。阻尼壶参数与土性参数有关，土体剪切波速是一个重要参数。由于应力波沿桩体向下传播时，受桩土相互作用的影响，应力波在传播过程中不断衰减。因此，在作定量分析时，设置桩土相互作用参数，考虑桩土相互作用对应力波传播影响是很有必要的。考虑桩土相互作用，一般有两种方法：(a)通过对完整桩桩侧反射波的拟合来确定桩土相互作用参数；(b)是根据桩周土特性，输入各层土的剪切波速。波形拟合分析：在确定参数选项栏中，选择波形拟合分析。输入拟合长度，在该拟合长度内认为桩侧的反射波仅由桩土相互作用产生。最好利用在结构较完整桩上实测波形。点击拟合按钮，便可以由桩侧反射波来反演土性参数。计算所得的参数分布会在波形及动阻尼分布窗口下方显示，各单元的土性参数见土性参数框，见图I-20。计算参数若不合理还可人为进行修正，修正操作见根据土层输入。根据土层输入：完整桩是指截面、各点弹模均匀的桩，但在实际桩基工程中，这种完整桩是很少的，工程桩身阻抗或多或少都有些变化，因此，实测波形也总是受阻抗变化的影响。特别当阻抗发生渐变。从波形上难以将桩土相互作用反射波与渐变阻抗反射波区别开。再者，测量点及敲击点都在桩顶面，应力波在桩端附近传播不是一维平面波，只有当测量点及敲击点布置及敲击脉冲宽度与桩径之比满足一定要求，实测信号才能近似用一维平面波理论来分析。因此，受阻抗变化、三维波动效应等影响，与桩侧反射波相对应的信号不能全部看作由桩土相互作用产生的反射波信号，这样，根据此信号拟合得到的桩土相互作用参数与实际情况是有差别的，它有时并不能完全反映出实际桩周土层大致分布。为了使桩土相互作用参数更能反映实际桩周土层分布，根据地质勘探中地层分布，输入相应层的剪切波速。若桩周土层分布未知，可不断试凑桩土剪切波速，使计算的桩侧反射波与实测反射波趋势一致，具体作法是：在波形及动阻尼分布窗口下方的方框中，按鼠标左键拖动构造一个窗口，通过竖直滚动条来调整窗口的剪切波速，窗口的范围及波速值在下面的文本框中显示。调整完毕后，可按鼠标右键取消所选窗口。注意：在构造下一个窗口时，一定要将前一个窗口取消。窗口调节范围较大，若要针对某个单元，可在土性参数框中选择相应的单元剪切波速进行修改，移动水平滚动条，光条会在波形上移动，文本框中有焦点的单元与光条相对应。每次桩土参数设置后，按拟合按钮就可对计算桩侧反射波与实测反射波比较。若用户想使问题简化，建议用平均剪切波速粗略考虑桩土相互作用的影响：若桩周土体较松软取Vs=100~150m/s；若桩周土体较硬取Vs=150~250m/s。同一场地，当地质分层变化不大时，桩土参数设置一次就可以了，其它桩分析可以直接调用该参数。见图I-21。图I-20由波形拟合确定桩土相互作用参数图I-21根据土层剪切波速确定桩土相互作用参数-10-CPSA拟合分析在桩长、桩径、砼波速及桩土参数设置完毕之后，点击拟合分析，便可进入拟合分析界面，见图I-22。图I-22波形匹配分析界面在选定的分析波形及波阻抗示意图的窗口中点击鼠标右键，便会出现一些波形放大及波形还原选项。波形放大：选择该项，对处理后分析波形及计算波形进行指数放大。波形还原：选择该项，将放大的波形恢复原状。在波形上构造窗口，即只对窗口域波形进行拟合，或者说只调整窗口域对应的桩身阻抗。构造窗口不得超过2个，窗口构造有误时，点击命令按钮撤消，重新构造窗口。将鼠标移至波形分析起始位置，按下左键右拖至合适位置，松开左键，窗口构造完毕，见图I-23。一般应构筑两个窗口，第一个应包括主要的反射波，第二个位置应在第一个窗口位置之后并根据只有一个窗口拟合效果定，如后面计算波形与实测偏离，在偏离附近构筑第二个窗口。-11-图I-23波形匹配分析窗口构筑自动拟合后可人工修正不合理的拟合结果。按鼠标左键在波阻抗剖面图上拖拉一个窗口，窗口的起始位置应与反射波起始位置对应，窗口范围视反射波特征而定。松开鼠标左键，窗口就构造完毕。通过竖直向滚动条调整波阻抗大小，调整过程中，计算波形也在变化，通过观测计算波形与实测波形匹配程度确定调整方向及程度。当波阻抗变