作为一种承载力大、强度高、适用范围广的深基础形式,桩基础被广泛应用于土木工程中。但由于施工水平、桩身环境影响等因素,桩身常出现各种质量问题,危及建筑和人身财产安全。因此,如何快速高效地判断桩身病害类型、病害程度成为桩基质检工程中越来越重要的研究课题。目前桩基完整性检测中以低应变纵波法应用最为广泛。但纵波法由于波速较快,对于短、小缺陷难以有效的检测,同时受三维效应影响较大,受上部结构干扰较大,对于既有结构检测时容易受弯曲波影响等,在实际应用中有局限性。扭剪波的独特优点一定程度上弥补了纵波的不足。本文基于反射波法基本理论,通过数值模拟加模型试验的方法,系统研究了三维缺陷桩的扭剪波动测响应特征。本文的主要工作及结论如下:(1)运用模型试验对典型病害桩分别运用纵波、扭剪波法检测桩基在自由状态和有桩周土作用下的动测响应曲线,分析了扭剪波对于典型病害特别是短小缺陷、局部缺陷桩的波形特征,总结出扭剪波相对于纵波的优缺点。(2)运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟纵波、扭剪波典型病害桩动测响应曲线并与模型试验对比,分析两者之间的异同点。采用两种不同阻抗算法系统模拟不同缺陷轴向尺寸、缺陷形态、缺陷分布、缺陷纵向位置、桩周土作用下桩基的扭剪波动测响应曲线。总结出了两种算法的异同点,提出了缺陷轴向长度影响临界值表达式,总结出了环形缺陷圆心角、径向尺寸、扇形缺陷径向尺寸、缺陷平面离散程度、缺陷平面分布区域、缺陷纵向位置以及桩周土作用下桩基动测响应规律。(3)模拟分析在役高桩桥梁桩基纵波、扭剪波综合法不同激振和接收位置的动测响应曲线。分析不同激振接收方法曲线的异同点,提出了一套考虑墩柱、承台、上部结构的合理激振接收方法。