研究生公開發(fā)表論文推薦期刊《環(huán)境科學與技術》是由湖北省環(huán)境保護局和湖北省環(huán)境科學研究院共同主辦的學術和技術類刊物，中文核心期刊，中國科技論文統(tǒng)計源期刊，中國科學引文數(shù)據(jù)庫來源期刊和中國學術期刊綜合評價數(shù)據(jù)庫來源期刊�？�登環(huán)境保護領域內(nèi)基礎研究和應用技術研究的科研成果。
　　[摘要]在巖土工程勘察中，需對場地類型土及砂土液化性進行判別本文結合工程實例，通過波速測試，對場地類型土及砂土液化性進進一步說明波速測試是工程地質(zhì)勘察中一種快速、經(jīng)濟、有效的原位測試方法。

　　[關鍵詞]波速測試,巖土工程,勘察

　　0引言

　　一般情況下，不同巖土層的彈性特征存在差異，可通過彈性波速等參數(shù)反映出來，鉆孔剪切波速測試就是利用這差異，通過測定不同巖土層的剪切波(s波)、壓縮波(P波)的傳播速度，計算動力參數(shù)、場地草越周期，評價場地地震效應，確定場地類別，并據(jù)此判定巖土層的工程性質(zhì)，為工程設計提供依據(jù)。

　　本文對場地的波速試驗進行了壓縮波與剪切波波速測試，根據(jù)波速測試結果，計算土層的等效剪切波速計算地基上的動彈性模量、動剪切模量、動泊松比，計算場地草越周期等，為波速試驗在巖上工程勘察的推廣應用積累經(jīng)驗。

　　1波速基本原理及工作方法

　　1.1基本原理

　　波速(瑞雷波速)和反射波法、折射波法基本一樣，他們都是利用彈性波場特征來進行勘探，但是波速波場特征和體波之間有很大的區(qū)別。在相同的介質(zhì)中，波速最慢，橫波次之，縱波波速是最快的。拉夫波在層狀介質(zhì)中，是由P波與SH波(水平方向S波)干涉而形成的，而瑞利波是由P波與SV波(垂直方向S波)干涉而形成，而且R波的能量主要在介質(zhì)自由表面附近集中著，其能量的衰減與r-1/2成正比，因此比體波(P、S波∝r-1)的衰減要慢得多。介質(zhì)的質(zhì)點運動軌跡在傳播過程中，呈現(xiàn)-橢圓的極化，長軸和地面呈現(xiàn)垂直的狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)方向為逆時針方向，在傳播的過程中以波前面約為一個高度為λR(R波長)的圓柱體向外擴散。波速勘探在測點上逐點進行觀測，通過按照測網(wǎng)的布置，每一個測點根據(jù)勘探深度和地質(zhì)任務的要求，利用頻散曲線的速度進行計算、分層有關參數(shù)等，測得一條頻散曲線，從而達到巖土工程勘察的目的。

　　1.2基本工作方法

　　在外業(yè)工作正式開展之前，首先把排列試驗工作在測區(qū)平坦地帶上展開，進行現(xiàn)場干擾波調(diào)查，對地層的各種地震波列信號特征進行識別，確定測試方法的參數(shù)及觀測系統(tǒng)。在實測工作中，一般在勘探點的兩側(cè)埋置對稱的檢波器，應在同一條直線上布置檢波器和震源點，并在排列兩側(cè)激振。

　　2波速測試在巖土工程中的應用

　　2.1巖塊波速室內(nèi)測試

　　室內(nèi)巖塊聲波測試累計25組(主頻為25kHz)，各巖塊取白微新無卸荷巖體。測試結果表明，角礫熔巖波速最低，平均值為4272m/s其他四種巖性巖塊聲速均值均在5OOOm/s以上，范圍為5132～5744m/s之問。

　　取鉆孔鉆取的柱狀節(jié)理玄武巖、隱晶質(zhì)玄武巖、斜斑玄武巖、角礫熔巖和杏仁狀玄武巖巖芯120組，應用平面聲波換能器(主頻為lOkHz)測試其波速，選取的巖芯對應孔壁巖體為新鮮完整，巖芯長度一般大于20cm。實測巖芯波速均值范圍為3501～3940m/s。根據(jù)鉆孔聲波測井成果，各巖芯對應孔壁巖體聲速范圍為48797～5504m/s。相應比原位孔壁巖體，巖芯波速平均低25%～35%。

　　2.2剪切波測試操作

　　在充分分析該建筑工程設計要求的基礎上，擬采用單孔法進行波速測試$使用的器材包括記錄儀、出發(fā)器、井下檢波器、振源等。具體測試步驟為：在地面上與鉆孔距離12左右的位置處安裝帶有觸發(fā)器的木板，使用18磅鐵錘分別錘擊木板兩端產(chǎn)生縱波，安裝在鉆孔壁的三分量檢波器接收來自地面上的振動信號，經(jīng)測量放大器將信號放大，進行一系列操作處理后儲存在專門的硬盤上，最后借助計算機對獲得的數(shù)據(jù)進行處理和分析，在該工程中對6個鉆孔進行了波速測試。

　　2.3波速及圍壓

　　隨加載時間變化特征圍壓隨加載時間變化曲線呈三角波形，波速隨加載時間變化特征與圍壓隨時間變化具有較好同步性，其形態(tài)呈近似三角波形，波峰和波谷與應力曲線呈一一對應。從圖上看，波速隨時間變化曲線在形態(tài)上也具有一些獨特的特征，試樣經(jīng)過一次加荷和卸荷之后，盡管試樣應力值回落到0，但試樣的波速卻未能降至第一次加載的初始波速，而是維持在一個比起始波速稍大的值上，反復加卸荷過程中，該值不變。單獨一次加載或卸載過程中，試樣的波速曲線呈三段，即起始緩坡段、中部陸坡段和尾部緩坡段，一次加卸荷的兩段曲線組合呈塔狀，表明試樣在加卸載初期和后期波速變化幅度相對較小，而加卸載中期試樣的波速變化幅度相對較大。

　　2.4不同方向固結灌漿效果評價

　　受場地條件限制，地震波測試結果離散性較大。采用單孔聲波測試和跨孔聲波測試結果分別對豎直向和水平向的加固效果進行評價。圖1為由單孔及跨孔測試獲得的波速提高率隨深度變化曲線。圖中2.5m處為強風化和中風化的分界線。在2.5以上單孔聲波測試所得的波速提高率大于跨孔聲波測試，而在2.5m以下則出現(xiàn)相反結果。這表明試驗區(qū)強風化巖體的豎直向的固結灌漿效果要好于水平向，而中風化巖體則相反。這是由巖體結構面的方向性引起的。強風化層中巖體連通性比較好，漿液在壓力及重力作用下易于垂直下滲，因而垂向加固效果較好。而在中風化層中，受結構體的阻隔，漿液垂直下滲受阻而更傾向于流入緩傾的結構面間隙中，因而水平向加固效果較好。

　　3結束語

　　對于現(xiàn)代建筑物類型的日益增多，功能的日益復雜，人們對地質(zhì)環(huán)境較為復雜的地區(qū)施工的項目也日益增多了。為了更好地提高巖土工程勘察成效，工作人員們理應對沿途樣品，項目及取值等進行深入的研究及分析，以便得出更精確的檢測數(shù)據(jù)以及答案。通過本文的分析可以得出在巖土工程勘察中波速測試應用是科學合理有效的，在以后的施工中不僅可能為建筑抗震設計提供所需的巖(土)體動力參數(shù)、地震效應的評價、分析地震破壞潛勢，而且可利用巖石的縱波波速比定量地劃分巖石的風化程度，利用處理前后Vs的變化檢測軟土地基振動特性，地基加固效果研究和爆破區(qū)巖體動力特性評價等諸方面都可以得到一定程度的應用。

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