7.2.3 机械阻抗法
1.基本原理
机械阻抗法适用范围较为广泛，可用于各种工程结构的动力分析。在桩基检测中，机械阻抗法有稳态激振和瞬态激振两种方式，适用于检测桩身混凝土的完整性，推定缺陷类型及其在桩中的部位。
机械阻抗的定义是，作用于某结构物上的力F与该结构的响应S之比，即机械阻抗Z=F/S，而这种响应既可以是位移、速度，又可以是加速度。如果在桩头施加幅值为| F |的正弦激振力时，相应于每一激振频率的弹性波在桩身混凝土中传播速度为vp则F/vp就是机械阻抗Z，其倒数为机械导纳N，即
式中 N——机械导纳；
F——结构施加的作用力；
vp——结构的运动速度。
系统在动态力作用下的阻抗（或导纳）是以激振频率ω为自变量的复函数Z（jw）或N（jw）。对不同的ω值，阻抗（或导纳）的幅值和幅角也就不同，这就提供了用阻抗和导纳随频率变化的图像来研究系统（如桩基础）动态特性的可能性。由于桩的动力特性与桩身完整性密切相关，通过对桩的动态特性的分析计算，可估计桩身混凝土的缺陷类型及其在桩身中的部位。
2.测试设备
稳态阻抗法用的设备有：由频率计控制的电磁式激振器、力传感器、加速度（或速度）传感器、电荷放大器、信号采集处理计算机、输出设备（打印机、绘图仪等）；瞬态阻抗法用的设备是将稳态法的激振器换成力棒。
3.现场布置与测试
（1）将桩头清理平整干净，检查仪器设备的工作状态；
（2）激振点应尽量接近桩顶中心位置，速度或加速度传感器可置于桩顶边缘位置；
（3）力传感器与桩的接触面必须安置垫块，垫块可由橡胶、塑胶或其他材料组成；
（4）对于稳态激振，则由频率计调节激振频率，由低到高，将速度（或加速度）以及激振力的信号由数据采集器记录、处理；
（5）在瞬态激振中，重复测试的次数应大于4次。
4.检测资料的分析整理
机械阻抗法的资料分析主要是对导纳曲线的分析。总之，判别桩基质量是一个综合分析过程。在分析中也常用对比法，即从多根桩的检测中找出质量良好的桩的导纳曲线及其判据作为参考标准。同时为了便于进一步分析判断，常事先收集有关桩位处的地质剖面、施工设备和成桩工艺、施工过程中曾发生过的各种事故和处理情况等。