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桩基是一种古老的基础型式，由于具有承载力高、沉降量小而均匀及抗震性能好等优点，几乎可以应用于各种工程地质条件和各种类型的工程中，尤其适用于建造在软弱地基上的重型建（构）筑物。随着我国经济的快速发展，桩基在高层建筑、桥梁等土木工程领域得到了广泛应用。
桩基技术经历了几千年的发展过程。现在无论是桩基材料和桩类型或者是施工机械和施工方法都有了巨大的发展，已经形成了现代化的工程体系。但由于桩基种类繁多，施工工艺差异大，加之地层变化复杂，又属地下隐蔽工程，施工过程中容易造成桩身出现缩径，扩径，夹泥，离析，断桩等缺陷，施工后由于机械开挖，碰撞也会引起浅部桩身缺陷。桩身缺陷的存在会改变桩基的正常工作性状，从而对建（构）筑物的安全性产生威胁。通过工程检测评价桩身质量及其承载能力是保证基础工程安全的重要环节。
传统的桩基质量检测方法主要为静力载荷试验法，由于它费工、费时、抽样率低且代表性差等缺点，在实际工程中往往不能满足需要。
桩基动力检测以其快速经济等优点在土木工程领域得到广泛应用。桩基动力检测以振动和波动为理论基础，在桩项施加一个动力作用（可以是瞬时冲击力，亦可以是稳态激振力），桩土系统在动态力的作用下产生动态响应，采用不同功能的传感器在桩项量测动态响应信号（如位移、速度、加速度等），通过对信号的时域分析、频域分析或传递函数分析，从而评价桩身结构完整性，推断桩基承载能力。
目前桩基动力检测的理论基础主要为一维杆振动和波动理论，资料分析方法主要靠时域或频域内直观分辨，定性评价，很多情况下其精度和可靠性还不能满足工程需要。影响桩基动测效果的主要因素主要包括三个方面:动测仪器工作特性、现场测试工作质量以及资料分析技术。随着电子技术的发展，国内外动测仪器得到了长足发展，目前国内外动测仪器性能基本上能够满足桩基动测工作的需要。
桩基动力检测现场工作具有简单、快捷、经济等主要的优点，改进现场工作主要是增加测试内容，丰富测试数据，减小观测数据的不完备性，从而减小解释结果的多解性，其主要代价是使现场测试工作复杂化，同时这也必然会大大增加测试成本，失去了桩基动测技术的主要优点，这在一定程度上是“得不偿失”的。
深化桩～土体系波动和振动规律认识，改进分析方法，充分揭示测试资料内涵信息，提高分析质量是目前改进桩基动测技术最有效的方法。本文的研究工作主要围绕这一方面来展开。
在理想一维杆波动和振动理论的基础上，采用解析方法研究了非一维杆条件下，几何效应、桩身材料阻尼、桩周土阻力和阻尼效应等作用下，桩～土体系的波传播规律及振动特性，重点研究了桩中波的弥散效应和波幅衰减规律以及频率域桩土体系的自振频率变化规律，不同类型缺陷桩的反射波特征，边界层性质对桩土体系波动和振动特性的影响等。
以数值分析为主要手段研究了桩基动测信号时～频综合分析技术，采用编制的有限元程序和MATLAB计算工具相结合，研究了三维轴对称条件下桩土体系的振动特性。
与实际工程相结合，选取典型工程实例，采用笔者提出的方法进行分析，经与静载或开挖等结果进行分析，证明笔者提出的分析方法是可靠且可行的。
具体研究工作内容主要包括:
1.在一维波动理论基础上，研究了横向惯性效应等引起的波速弥散规律，桩～土体系中波的衰减规律以及不同缺陷类型桩的动力学特征。
2.提出优化桩基动测信号的几种主要途径，研究了桩基工程质量的分类标准以及表征桩基质量的指标体系。
3.提出并改进了波形乘积变换法，以提升其应用效果，并将小波分析技术用于桩基动测信号分析，提高信号分析质量。
4.推导出桩基三维轴对称动力特征解，研究了边界层性质对桩基振动特性的影响规律，建立了桩基承载能力与桩基固有频率的相关关系。
5.研制了基于三维轴对称模型的桩基动力检测应用程序，并进行了系统的理论计算与工程实测间的对比工作，论证了笔者开发的工作系统性能良好，内置分析程序计算结果可靠。
在上述工作基础上得到以下主要创新成果:
1.桩基动力特性参数在时间域与频率域具有不同的反映，对桩基动测信号进行时域和频域的综合分析，才可能对缺陷的位置、类型、程度给予准确的解释。采用小波分析对桩基动测信号进行分析处理，将传统的一维纯时域或纯频域分析为二维时～频分析，有效提升了桩基动测信号分析质量。
利用时～频综合分析，将先验知识与实测信号相结合，提出波形乘积变换法，有效消除干扰，突出有效信号，进而准确确定桩长、桩身缺陷的类型及位置。
2、以三维轴对称模型分析为基础，研究了边界层模型参数对桩～土体系振动特性的影响规律;对边界层模型加以改进，以有限元与无限元相结合，计算分析了桩～土体系固有频率与桩土力学参数间的相关关系，并结合工程经验，提出了桩基承载力估算方法，经工程实际应用，大大提高了单桩承载力的计算精度。
3、研制开发了桩基动测分析程序，该系统界面友好，操作简易，经动静试验对比及开挖验证，内置分析程序计算结果可靠。