瞬態(tài)多道瑞利波勘探技術(shù)在復(fù)合地基檢測(cè)中的應(yīng)用.pdf

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1、檢測(cè)與分析GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDVOL.5No.2瞬態(tài)多道瑞利波勘探技術(shù)在復(fù)合地基檢測(cè)中的應(yīng)用劉海青任寶宏(山東正元地理信息工程有限責(zé)任公司)摘要通過(guò)山東某電廠電除塵改造工程,介紹了瞬態(tài)多道瑞利波勘探新技術(shù)在復(fù)合地基檢測(cè)中的應(yīng)用,即通過(guò)測(cè)定復(fù)合地基的橫波(剪切波)波速值,以評(píng)價(jià)軟土地基加固處理的效果、并為抗震設(shè)計(jì)提供巖土力學(xué)參數(shù)。關(guān)鍵詞復(fù)合地基瑞利波瞬態(tài)瑞利波法瞬態(tài)多道瑞利波勘探技術(shù)山東某電廠電除塵改造工程,其基礎(chǔ)采用壓漿式中:ΔX為兩個(gè)檢波器之間的距離,VR為瑞小樁加固地基。由于廠區(qū)地基主要由輕亞粘

2、土組利波波速。在頻率域中,f1(t)、f2(t)頻譜為:+∞成,地表以下5.0～13.0m范圍內(nèi)為亞粘土、粘土-iwtF1(W)=∫f1(t)edt和輕亞粘土,呈可塑、軟塑～流塑狀態(tài)。在地震烈度-∞+∞Ⅶ度時(shí),此層土屬中等液化土。為保證在地震烈度-iwtF2(W)=∫f2(t)edt-∞為Ⅶ度時(shí)基礎(chǔ)下的可液化土不發(fā)生液化變形,需對(duì)地基進(jìn)行加固處理,設(shè)計(jì)要求加固處理后的地基承在頻率域中F1(W)、F2(W)的關(guān)系:+∞載力要達(dá)到250kPa。檢測(cè)復(fù)合地基的目的是確定-iw(t-ΔX/V)F2(W)=∫f1(t-ΔX/VR)eRdt-∞處

3、理后的地基是否消除液化,并通過(guò)理論公式計(jì)算+∞iwΔX/V加固處理后的地基承載力。我公司采用瞬態(tài)多道瑞=eR∫f1(t-ΔX/VR)dt-∞利波法成功地對(duì)復(fù)合地基進(jìn)行了檢測(cè),且做了靜載iwΔX/V=eRF1(W)實(shí)驗(yàn)對(duì)比工作,取得了令人滿(mǎn)意的成果。所以F(W)與F2(W)相位差為:1檢測(cè)原理Δ=ωΔX/VR=2πΔX/VR則VR=2πfΔX/Δ瑞利波是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新的工程物探在同一測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一系列頻率fi取相應(yīng)的VRi值方法。由于瑞利波速度同剪切波速度及巖土力學(xué)參就可以得出一條VR-f曲線,即所謂的頻散曲線,數(shù)有著密切相互關(guān)系,

4、因此在巖土工程勘察和復(fù)合由λR=VR-f可得VR-f曲線轉(zhuǎn)換為VR-λR曲地基檢測(cè)方面得到了廣泛應(yīng)用。在地面施以適當(dāng)?shù)木€,曲線的變化規(guī)律反映了該點(diǎn)介質(zhì)深度的變化規(guī)豎向激振力(可用大錘敲擊地面或吊高重物自由下律,拐點(diǎn)、突變點(diǎn)等特征點(diǎn)反映了地層地質(zhì)的力學(xué)特落),地下介質(zhì)中可產(chǎn)生縱波、橫波和瑞利波,其中瑞征。當(dāng)瑞利波通過(guò)低速軟弱層時(shí),其頻散曲線發(fā)生利波是一種沿地表傳播的表面波,傳播的波陣面是低速畸變。一個(gè)圓柱體,傳播深度約為一個(gè)波長(zhǎng),同一波長(zhǎng)的瑞在均勻地下介質(zhì)中,瑞利波的傳播速度及其引利波傳播特性反映了地質(zhì)體水平方向上的特性,不起的位移和應(yīng)

5、力分布規(guī)律僅取決于基礎(chǔ)介質(zhì)的剪切同波長(zhǎng)的瑞利波傳播特性反映了不同深度地質(zhì)體的波速度和泊松比。從瑞利波方程中可以得知,瑞利變化情況。波和橫波波速之間關(guān)系為:由波動(dòng)方程知,瑞利波傳播具有兩個(gè)特性:一是VS=K(υ)Vr瑞利波振幅隨深度衰減,能量大致被限制在一個(gè)波1+υ長(zhǎng)以?xún)?nèi);二是由地面震動(dòng)波的瞬時(shí)相位可確定瑞利其中:K(υ)=0.87+1.2υ波傳播的相速度。瞬態(tài)瑞利波法即根據(jù)這兩個(gè)特υ為泊松比。性,在相距一定距離的地面二點(diǎn)安置檢波器1和2,當(dāng)巖土泊松比從0.25至0.5時(shí),K(υ)從0.92在脈沖荷載作用下,檢波器1和2接收到的瑞利波至

6、0.95。垂直分量時(shí)間域信號(hào)函數(shù)分別為f1(t)、f2(t),在一般巖石的泊松比為0.25,而土的泊松比為時(shí)間域里兩個(gè)函數(shù)的關(guān)系:0.45～0.49之間,隨著泊松比接近0.5,其瑞利波速f2(t)=f1(t-ΔX/VR)度趨于剪切波速度,特別是對(duì)土而言,可視為近似相等?！彩崭迦掌凇?001-06-12根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-94)第54巖土工程界第5卷第2期檢測(cè)與分析4.9.5條第二款,采用剪切波速判別土層和砂土或3結(jié)果分析飽和粉土液化可能性臨界公式:Vscr=Kcds(1-0.0133ds)為了對(duì)原未壓漿處理地基基

7、礎(chǔ)與壓漿處理后地本工程場(chǎng)地地基土層以粉土為主,采用4.9.5基基礎(chǔ)作對(duì)比分析,我們對(duì)該測(cè)區(qū)壓漿前土層和壓漿后土層分別進(jìn)行了瑞利波測(cè)試,結(jié)果分別如圖2、-6式,該地區(qū)地震烈度為Ⅶ度,取Kc=42,ds為砂圖3。圖2反映出瑞利波速較低,圖3反映出瑞利層剪切波速測(cè)點(diǎn)深度。波速成倍增加,與處理前相比,提高了整個(gè)復(fù)合地基瞬態(tài)多道瑞利波法是在地面上沿著瑞利波傳播的方向布置間距相等的多個(gè)拾振器,一般可為12個(gè)基礎(chǔ)剪切波速和地基質(zhì)量?；?4個(gè)。選擇適當(dāng)?shù)钠凭嗪偷篱g距,以滿(mǎn)足最佳面波接收窗口和最佳探測(cè)深度。將多道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)逐道頻譜分

8、析和相關(guān)計(jì)算,并進(jìn)行迭加處理,以消除大量的隨機(jī)干擾,信號(hào)中各頻率成分的能量相應(yīng)增強(qiáng),使得地質(zhì)體在頻散曲線上的反映更加突出,判斷準(zhǔn)確性大大增強(qiáng)。2施工方法本工程使用的儀器是美國(guó)產(chǎn)R-24工程地震儀,檢波器4Hz,12道接收