面波法與單孔檢層法波速測(cè)試的工程

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1、面波法與單孔檢層法波速測(cè)試的工程應(yīng)用來(lái)源：中國(guó)論文下載中心????[06-02-1911:36:00]????作者：劉康和????編輯：studa9ngns摘要：波速測(cè)試技術(shù)是地震勘探方法之一，也是一種簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確的原位測(cè)試技術(shù)。通過(guò)波速測(cè)試可獲得巖土體的彈性波速，為工程設(shè)計(jì)提供所需的動(dòng)彈性力學(xué)參數(shù)、劃分建筑物場(chǎng)地類別、評(píng)價(jià)地震效應(yīng)、進(jìn)行場(chǎng)地地震反應(yīng)分析和地震破壞潛勢(shì)分析等。文中簡(jiǎn)述了面波法與單孔法等波速測(cè)試方法的工作原理、現(xiàn)場(chǎng)施測(cè)技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理和資料分析過(guò)程。以工程實(shí)例說(shuō)明了波速測(cè)試技術(shù)在巖土工程勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和及其效果。最后就勘探工作的總體安排及其原位測(cè)試方法的選擇進(jìn)

2、行了探討。?關(guān)鍵詞：波速測(cè)試技術(shù)?瑞雷面波?剪切波?壓縮波?巖土工程勘察?地球物理勘探?0??前言?波速測(cè)試技術(shù)是地震勘探方法之一，也是地球物理勘探技術(shù)的一個(gè)重要分支，目前已廣泛應(yīng)用于水利水電工程、石油工程、鐵路工程、冶金工程、工業(yè)與民用建筑等眾多巖土工程地質(zhì)勘察領(lǐng)域，取得了良好的應(yīng)用效果。一般來(lái)說(shuō)，波速測(cè)試可原位測(cè)定壓縮波(P波)、剪切波(S波)和瑞雷面波(R波)在巖(土)體中的傳播速度，從而避免了室內(nèi)測(cè)試所帶來(lái)的誤差，它能有效地解決許多地質(zhì)問(wèn)題，諸如確定場(chǎng)地土類型、建筑場(chǎng)地類別；提供斷層破碎帶、地層厚度、固結(jié)特性和軟硬程度、評(píng)價(jià)巖(土)體質(zhì)量等；并可計(jì)算工程動(dòng)力學(xué)參數(shù)，如動(dòng)剪

3、切模量、動(dòng)彈性模量等。本文介紹了波速測(cè)試技術(shù)的工作原理和野外測(cè)試方法，并結(jié)合工程實(shí)例，說(shuō)明其應(yīng)用效果。不妥之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正。1??工程概況北大港水庫(kù)位于天津市東南部大港區(qū)境內(nèi)，東臨渤海灣，地貌上屬于海積平原的濱海洼地，隸屬華北平原一部分。該庫(kù)地處海河流域的大清河、南運(yùn)河、子牙河水系，獨(dú)流減河下游右岸。水庫(kù)自1954年開(kāi)始建設(shè)，1974年對(duì)圍堤進(jìn)行培厚加高加固處理，1976年初步建成，并陸續(xù)修建蓄、引、輸、排水配套工程，至1980年建成。水庫(kù)蓄水面積150km2，占地面積164km2，設(shè)計(jì)堤頂高程9.5m（大沽高程，下同），設(shè)計(jì)最高蓄水位7.0m，相應(yīng)總庫(kù)容5.0×108m3（興

4、利庫(kù)容4.41×108m3）。是一座以蓄供水為主，兼有防洪、灌溉、養(yǎng)殖等綜合效益的大（2）型平原水庫(kù)，工程等級(jí)為Ⅱ類，圍堤及主要穿堤建筑物級(jí)別為2級(jí)，其余次要建筑物級(jí)別為3級(jí)。水庫(kù)樞紐工程主要由圍堤、穿堤建筑物（水閘、供水口門等）以及蓄水建筑物（揚(yáng)水站、尾閘等）組成。其中水庫(kù)圍堤為均質(zhì)土堤，總長(zhǎng)54.511km，堤頂設(shè)計(jì)高程為9.5m，堤頂寬度10m，迎水坡1：3，背水坡上部1：3，馬道以下1：4。主堤前緊接防浪林臺(tái)，其邊坡1：8，林臺(tái)臺(tái)頂寬度28～35m不等，臺(tái)頂高程7.5m。在庫(kù)內(nèi)距圍堤堤軸線200～1000m處，筑有防浪堤一道，總長(zhǎng)36.048km?？碧缴疃?0.0m范圍內(nèi)

5、堤基地層為第四系全新統(tǒng)第一陸相沉積物（alQ43）和第一海相沉積物（mQ42）。其中第一陸相層巖性主要為壤土、粘土、局部夾砂壤土透鏡體，第一海相層巖性主要為粘土、壤土、砂壤土及少量淤泥質(zhì)壤土。該區(qū)地層結(jié)構(gòu)多呈層狀發(fā)育，局部呈透鏡體狀分布。地下水位埋深一般為2.1～3.5m，水質(zhì)多為半咸水～咸水。根據(jù)1/400萬(wàn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306—2001，工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s，按照地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)與地震基本烈度對(duì)照表，本區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度。受水庫(kù)管理單位委托，中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司勘察院承擔(dān)了該工程除險(xiǎn)加固地質(zhì)勘

6、察工作，物探總隊(duì)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)波速測(cè)試，其主要目的是對(duì)水庫(kù)圍堤及穿堤建筑場(chǎng)地類別及砂性土液化勢(shì)做出判別。使用儀器為：美國(guó)產(chǎn)R24數(shù)字化工程地震儀。面波法采用4Hz低頻檢波器接收，單孔法下孔探頭采用三分量檢波器接收。測(cè)試所用儀器設(shè)備均在計(jì)量認(rèn)證有效期內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施期間性能穩(wěn)定、工作正常。2??測(cè)試方法與技術(shù)2.1??面波法（1）（2）（3）面波勘探，也稱彈性波頻率測(cè)深，是國(guó)內(nèi)外近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新的淺層地震勘探方法。面波分為瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振動(dòng)波組中能量最強(qiáng)、振幅最大、頻率最低，容易識(shí)別也易于測(cè)量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。人們根據(jù)激振震源的不同，又把面

7、波勘探分為①穩(wěn)態(tài)法、②瞬態(tài)法、③無(wú)源法。它們的測(cè)試原理是相同的，只是產(chǎn)生面波的震源不同罷了。目前常使用瞬態(tài)面波法進(jìn)行勘探。2.1.1??工作原理面波是一種特殊的地震波，它與地震勘探中常用的P波和S波不同，它是一種地滾波。彈性波理論分析表明，在層狀介質(zhì)中，拉夫波是由SH波（水平方向S波）與P波干涉而形成，而瑞利波是由SV波（垂直方向S波）與P波干涉而形成，且R波的能量主要集中在介質(zhì)自由表面附近，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。在傳播過(guò)程