岩土工程勘察-4.9-波速测试.ppt

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1、道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 波速测试 一、检层法波速测试 二、跨孔法波速测试 三、表面波法波速测试 四、反射波法波速测试 五、波速在工程中的应用 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 一、检层法波速测试 检层法是在钻孔内测定岩土层波速的一种方法，是目前高层建 筑岩土工程勘察中最常用的方法。 1 基本原理 检层法利用直达波的原理，即先根据勘察深度要求用钻机成孔 ，然

2、后将钻孔检波器放至预定的测试点(也可用静力触探贯入设备将 三分量波速探头压人土层中)，并同时在孔口放置振源板，测出由孔 口振源产生的波传到孔中检波器所需要时间t，算出波从振源到检波 器的传播距离L，即可得到波在土中传播的速度： 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 2 试验设备 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 图4-55贴壁式井中三分 向检波器 图4-56 压入式波速

3、探 头 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 PVT型压入式波速探头 PVT型探头核心 为三分量检波器(一 纵二横) 自振频率 10HZ ，灵敏度0.3V/cm/s 适用检层法试验 ，快速又经济，不 需预钻孔，不需下 护管，亦不需气囊 充气，探头直接压 入土中，土体接触 紧密，试验获得的 波形清晰准确。 可跟静探10cm2 或15cm2单、双桥探 头组成一体，一次 贯入，可获得静探 、波速二种资料。 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范

4、的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 (1)根据试验要求确定孔深及试验点，先成好孔(或压入波速探头) 。 (2)按图4.9.4将孔口检波器埋设好，检波器位置在板底下中间，检 波器轴线和板轴线一致(当板被敲击发出振波时，通过检波器就收到了 振源的信号，将它与钻孔中的检波器收到的信号作比较，即可找出时间 差)。然后将木板压下，木板要求和地面紧密接触，地面要平整，撤上l cm厚粗砂，板上压400kg左右重物。当铁锤水平敲击(见图4.9.6)板端时 ，板就要在地面滑动，但摩擦阻力阻止板的滑动,板就使土层表面产生 剪切变形，由于弹性反力的作用，板在平衡位置附近来回振动，因而在

5、 土层表面产生正负剪切变形。由于颗粒间都有联系，变形就会扩展和传 递给其它土颗粒，这样就形成了剪切波；又由于板和地面水平接触，因 此，这样的波是水平剪切波SH波，它的传播方向向下，质点运动方向 与之垂直。 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 3 试验方法 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 图459 孔口布置见图、 图460 激振板内的波传播示意 图461检层法波速测试

6、 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 试验方法 (3)将钻孔检波器慢慢放入钻孔中下到预定深度在孔口用气筒 充气，使气囊突出，使检波器在孔中某点固定下来; (4)调试好所有测试仪器，检查是否都能正常工作; (5)敲击木板并同时起动自动记录仪器记下振动波形。敲板时用力 均匀，尽量水平敲击，板的两端各敲数次，每端至少记3个波形。一个 测点6个波形、以便于分析。测点布置一般根据两种情况确定，一种是 事先了解地层，可以按地层区分，在层顶和层底布置测点；另一种是 不了解地层资料，可以23m一个

7、测点或更大一些。 以上所述方法又叫下孔法(down-hole)，即孔口激振，孔中接收。 另外也可用上孔法(up-hole)即孔下激振，孔口接收；例如，可以利用 标贯试验作为孔底振源，同时进行孔口记录波形，如图4.9.7所示。 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 压入式波速探头 压入式波速探头 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 振源-激振板 道德是一定社会、一定阶级调节

8、人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 压入波速探头 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 敲击板端 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 4. 资料整理 (1) 波形分析与鉴别 波形鉴别的目的是要确定剪切波到达的正确位置。由于外界 干扰以及敲击时在激振板内产生的压缩波的地下折射，实际得到 的

9、波形记录往往是剪切波和压缩波复合在一起的记录这就给剪切 波的鉴别带来了很大困难。但是我们可以根据剪切波和压缩波的 不同特点把它们区分出来。区分的方法常有以下两种： 1) 按速度不同区分 压缩波速度快，剪切波速度慢；压 缩波总是先到达，剪切波后到达。 2) 根据波型特征区分 压缩波传递的能量少，因此波峰 小；剪切波传递的能量大，波峰高。而且两种波的频率不一致 当剪切波到达时，波形曲线上会有个突变，以后过渡到剪切波波 形。如图4-62所示。 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 图463

10、 浅层波形记录 图462 波形记录 图462 波形记录 图463 浅层波形记录 由图4-62可知，压缩波互相靠得较紧、频 率较高，剪切波频率较低。 压缩波的记录长度取决于测点深度，测点 越深，离开振源越远压缩波的记录长度就 越长。图4-63中的波形是在离孔口1.05m深 处记录所得，箭头指示处即为压缩波，其记 录长度要短得多。如在孔口记录，波形图中 就不出现压缩波。当测点深度超过20 m或更 深时，由于压缩波能量相对衰减较快，一般 仪器有时测不到压缩波波形，记录下来的波 形图只是剪切波，这样就更易鉴别了。 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总

11、和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 图464叠加有干扰波的波形记录 图465 相位相反的波形记录 图464、65 上面都是讲的正常波形鉴别。但在测试过程 中，由于各种原因往往得到畸变的波形，严 重的甚至无法鉴别；造成波形畸变的原因主 要有外界干扰、地层岩性破碎、仪器工作不 正常等等原因。在干扰不严重时，可用分解 的方法鉴别。如图4-64中，波未到达时，记 录上已有干扰波存在,当压缩波和剪切波先后 到达时，就叠加在干扰波上这样就成了合 成波形，形态与原来干扰波不一样。用铅笔 将干扰波波形勾画出来，就可以找到叠加在 上面的压缩波和剪切波。 对于这种畸变的波形还可用相位对比

12、方法鉴 别。由于试验时敲击激振板的一端后还敲 击另一端，其方向相反，测到的波形其相位 刚好相反，如图4-65；所示，比较这两个波 形记录，将记录纸上击振时间信号对齐，找 到相位差180度的两个最大的峰及谷即为剪切 波到达位置。如干扰很严重,有效波都被掩盖 了,那就无法鉴别。 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 (2) 波速VS的计算 1)浅层(小于5M)时平均波速的计算 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论

13、、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 图466浅层时波的行程 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 3) 测点间土层波速的计算 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 图 4 6 8 波 速 试 验 综 合 成 果 图 图468

14、 (3)图件资料 一般波速试 验主要的成果 图件资料格式 可见图4-68。 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 二、跨孔法波速测试 1 基本原理 跨孔法又叫跨孔射波法。它利用两个或两个以上 钻孔,一个作为发射孔，其它为接收孔。从发射孔内振 源发出的波经过两孔间的土层传播到接收孔(见图 4.9.15)，被孔中检波器接收，然后计算出波行走的时 间，就可求得波速： V=L/t 因为跨孔法两孔间可有一定距离所以它特别适 用于已有基础下动力参数的补查。 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间

15、、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 图469 跨孔法波速试验示意图 图469 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 (1) 跨孔波速试验的振源型式 跨孔波速试验方法的基本持征，主要是接收直达的剪切 波。以往在地震勘探中所讲的直达波，主要是指以爆炸震源 向各方面传播的体波。正如大家所知，任何震源都会产生复 合波，剪切波是压缩波的续至波，往往受到其他波的干扰和 掩盖，因此，辨别出第一个剪切波到达时间往往比较困难，

16、 故要求振源能产生丰富的剪切波分量，压制压缩波的分量。 如果采用适当的激振和接收方法，第一个剪切波的到达还是 能分辨出来的。就振源而言，一般指两种：爆炸震源(包括炸 药爆炸、高压电火花、气枪等)，机械振源(包括重锤、标准 贯入试验装置、井下剪切波锤)。 2 仪器设备 道德是一定社会、一定阶级调节人与人之间、个体与社会、个体与自然之间各种关系的行为规范的总和。这种规范是靠社会舆论、传统习惯、教育和内心信念来维持的。 图470 振波射线图 图470 振波射线图 图4-70所示，一重物竖向落下，冲 击钻杆(或直接冲击孔底)，通过钻杆 将振动传递到孔底O点,产生P波和S波 波动、这些波 于作用力本身的不完 全对称性,致使波没有球形对称性。图 中的两个虚线圆表示P波射线方向，就 是说P波分量向上或向下较强，在振动 点附近R波分量特别强。图中两个实线 圆表示SV波射线图。 说明SV波分量沿水平方向最强。跨孔 法波速测试就是在离激振点沿水平万 向一定距离的另外两个钻孔的同样深 度处。例