瑞雷波法在强夯地基检测中的应用

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1、瑞雷波法在强夯地基检测中的应用耿光旭胡晓光(深圳市地质局 深圳518031)1刖言强夯法是一种十分经济有效的地基处理方法。它不仅能提高地基的强度并降低 其压缩性，而且还有改善其抵抗液化的能力。在沿海地区，填海工程和低丘整平地 基处理中，大量使用强夯法。强夯地基的承载力及在强夯效果的检测中十分重要。 本文通过瑞雷波法的理论探讨以及多个工程中与压板试验、钻探标贯、室内土工试 验的对比，证明瑞雷波法不仅可以检测出强夯地基加固深度、影响深度，而且可以 推测出地基承载力和变形模量。2瑞雷波检测原理瑞雷波法是一种利用瑞雷波的运动学特征和动力学特征来进行工程质量检测及 工程地质勘察的地球物勘探方法。2(1瑞

2、雷波与工程质量检测在自由界面(如地面)上进行竖向激振时，均会在其表面附近产生瑞雷波，而瑞 雷波有3个与工程质量检测有关的主要特征：(1) 在分层介质中，瑞雷波具有频散特性。(2) 瑞雷波的波长不同，穿过深度也不同。(3) 瑞雷波的传播速度与介质的物理力学性质密切相关。研究证明，瑞雷波能量约占整个地震波能量的67%，且主要集中在地表下一个 波长范围内，而,r传播速度代表着半个波长(/2)范围内介质震动的平均传播速度。因此一般认 为瑞雷波法的测试深度为半个波长，而波长与速率及频度有如下关系：,r设瑞雷波的传播速度为Vr，频率为f,则波长为=Vr/ f KK当速度不变时，频率越低，测试深度就越大。瑞

3、雷波检测方法分为瞬态法和稳态法两种。这两种方法的区别在于震源不同。瞬态法是在激震时产生一定频率范围的瑞雷波，并以复频波的形式传播;而稳态法 是在激震时产生相对单一频率的瑞雷波，并以单一频率波的形式传播。我们在强夯 检测项目中采用的是瞬态瑞雷波法。现场数据采集采用纵排列接收瑞雷波。首先做现场试验，根据场地情况，选择 合适的工作参数，如偏移距、道间距、记录长度、采集间隔等。| ggrgg P 知土耳旦1EM (事溪良M拿直2(2室内资料处理主要内容(1) 对道间波形进行互相关r(,),u2(t，)u1(t)dt (2) 21,(2) 对r做Fourier变换，得21i,(t)R(f),|R(f)|

4、 (3) e2121(3) 由 R(f)得 Af)。21 用Vr=2nfAX/A6，计算不同频率的瑞雷波速。(5)绘制瑞雷波频散曲线。1(6)根据频散曲线计算分层速度与深度。3工程实例3(1基本概况1997年至1999年我们在深圳、珠海及其珠江三角洲地区进行了数十例强夯复 合地基检测工作。2检测总面积达30余万m。其强夯目的是进行填土地基处理，主要为港口码 头，核电站、飞机场、工业厂房、民用建筑服务。地基基岩主要有花岗岩、大理 岩、砂岩、混合岩等。填土主要有素填土、杂填土、块石、冲洪积粉质粘土、残积 粘土、强风化岩等。填土深度范围0.5,18m左右，强夯能量为1000kNm,6000kNm，

5、夯点间距3,5m，等边三角形布置，夯锤直径1.5,2.5m，一般为普夯二遍，满夯一 遍，夯后进行振动碾平，设计承载力一般要求为180,250kPa。压缩模量Es 一般要 求为6.0,8.0MPa，变形模量Eo 一般要求为18,30MPa。强夯复合地基上往往使用浅 基础，对地基的均匀性和有效加固深度十分敏感。3(2检测方法考虑到强夯后超净孔隙水压力消散时间，一般情况下在强夯结束后3,4周，我 们进场检测。检测方法主要有瑞雷波法、静载试验法、以及钻探标贯和其他原位测 试方法。首先进行瑞雷波法，通过大范围的快速测试，掌握地基承载力分布情况、 地基均匀性以及强夯加固深度、影响深度范围。在此基础上，寻找

6、其相对薄弱部 位，用二种以上的传统方法进行验证。其一为大压板试验，底板面22积为2X2 m,3X3 m，以便了解较深范围地基土的承载力和变形模量，其二 为钻探取土标贯，填土中每2m取一个土样，每1m进行一次标准贯入试验，以掌握 垂直方向的地基承载力分布情况，强夯加固深度和影响深度。后二种方法主要是对 前一种方法进行验证，对比分析该场地的瑞雷波速和地基承载力的相关关系。瑞雷波法按格网式分布，重点穿过拟建建筑物基础的主要特征受力部位，一般 测线间距取5,6m，测点间距取2m左右，兼顾强夯墩上和墩间分布，偏移距取2,6m（场地越硬，可取大些;越软，50kg锅底锤，检波器自振频率4,28Hz，仪器记录

7、时间长度取200,2000ms。取小些）。震源30,3（3实例现以深圳市中兴花园为例说明，该场地为山沟填土整平形成，测试区域填土深度约15m，强夯能量为6000kNm。本场地先后做了瑞雷波法，钻探标贯试验和3mX3m大压板静载试验。图2为该场地的瑞雷波测试原始记录。该记录偏移距4m，道间距2m，32kg锤 1.5 m高自由下2落激发，记录波形规则，背景安静。图3为该记录经计算机处理后所得的频散曲线。由图可见，瑞雷波频散曲线规 则，拐点清楚。-1-1-102m深度范围内，波速为260m?s，3,6m波速220m?s，6,9m波速为200m?s，9,16m 波-1速为190,205m?s。解释加固

8、深度9m，影响深度为16m。图4为该处所做钻探标贯曲线。由图可见，0,13m范围内修正后的标贯击数为 14.826.8击，室内土工试验压缩模量为5,8MPa，内摩擦角15?左右，凝聚力为 36kPa左右。图5为在该钻探点所作静载试验曲线。该点按设计承载力1.5倍加荷，实测承 载力f,250kPa，K变形变量Eo,34.02MPa，换算压缩模量Es=8.5MPa。364 Afiti中篇站慎肝IT曲魅圈S F2翊3也云牌璃曲现3(4分析由图2,图5可见，瑞雷波频散曲线 可以直接反映强夯复 合地基的加固深度、影响深度，并与钻探 标贯和静载试验结果 一致。通过大量统计 对比，我们总结出了如下的经验公式

9、：1.709-3Vr N,1.779 X 10 (4) 63.5-1式中，Vr单位为m?s，N为标贯击数，统计件数为86件，相对系数 r=0.95。63.50.796 f,2.777 (5) VKr式中，f单位为kPa，统计件数94件，相关系数r=0.85。K2.284-5VrEo,9.43 X 10 (6)式中，Eo单位为MPa，统计件数62件，相关系数为r,0.83。上述三个经验公式曲线见图6、图7、图8。| 如 ILII I萄黑U一倾财住,呼由图6可见，瑞雷波速与标贯试验具有较好的相关性。以理论上分析，当地基 土较密实，较硬时，标贯击数N值较高，波速Vr也较高。反之，N值较低，Vr也 较

10、低。只有当地基土含一定量的填石时，N值离散性加大，Vr却代表了一种整体平 均效应。不言而喻，当填石太多时瑞雷波法比钻3探法具有更大的优越性。由图7可见，瑞雷波速与地基承载力也有较好的相关性。波速的高低反映了其 介质的致密程度或固结程度，大范围的固结效果与承载力也有直接关系。相对压板 试验来说，瑞雷波法具有更加快速、廉价、范围广、代表性强的特点。由图8可见，瑞雷波速与地基土变形模量也有相关关系。相比图7而言，Eo与 Vr的变化显得比f还要灵敏。其原因是，强夯复合地基往往在地表形成一层硬 壳，而压板试验得出的结果与浅部K1.5,2倍压板直径范围有关，而我们所取的波速则是整个强夯加固地基有效厚 度范

11、围的平均速度。值得指出的是，这种递推式的经验方法有其使用有局限性，应该在具体地区做 出具体的对比试验，建立合适的相关关系。这样，不仅有利于解决强夯复合地基的 均匀性问题，而且对解决地基的承载力问题也是十分有用的。4结论(1) 瑞雷波法解决强夯加固地基质量的检测问题是十分有效的。它不仅可以检 测大范围地基加固效果，而且可以类似标贯试验法间接提供地基的承载力和变形模 量。(2) 通过一定的压板试验，钻探标贯与瑞雷波法的对比试验，证明瑞雷波速r 与N、f、Eo63.5K值有较好的相关性。(3) 瑞雷波法是一种快速、经济、有效的方法，特别是对于抛石填海地基、钻 探难以进行而压板数量又少，压板面积又小的

12、工程，更有意义。4下面是赠送的中秋节演讲辞，不需要的朋友可以下载后编辑删除谢谢中秋佳节演讲词推荐中秋，怀一颗感恩之心老师们，同学们：秋浓了，月圆了，又一个中秋要到了!本周日，农历的八月十五，我国的传统节日一一中秋节。中秋节,处在一年秋季的中期，所以称为“中秋”，它仅仅次于春节, 是我国的第二大传统节日。中秋的月最圆，中秋的月最明，中秋的月最美,所以又被称为“团圆节”。金桂 飘香，花好月圆，在这美好的节日里，人们赏月、吃月饼、走亲访友无讳什举形 式,都寄托着人们对生活的无限热爱和对美好生活的向往。5中秋是中华瑰宝之一，有着深厚的文化底蕴。中国人特别讱究亲情，特别珍视团 圆，中秋节尤为甚。中秋，是

13、一个飘溢亲情的节日；中秋，是一个弥漫团圆的时节。这 个时节，感受亲情、释放亲情、增进亲情;这个时节，盼望团圆、追求团圆、享受团 圆这些，都已成为人们生活的主旋律。同学们，一定能背诵出讲多关于中秋的千古佳句，比如“井头望明月，低头思故 乡”、“但愿人长丽,千里共婵娟”、“海上生明月，天涯共此时”这些佳句之 所以能穿透历史的时空流传至今,不正是因为我们人类有着的共同信念吗。中秋最美是亲情。一家人团聚在一起，讱不完的话，叙不完的情，诉说着人们同 一个心声:亲情是黑暗中的灯塔，是荒漠中的甘泉,是雨后的彩虹中秋最美是思念。月亮最美,美不过思念;月亮最高，高不过想念。中秋圆月会 把我们的目光和思念传递给我

14、们想念的人和我们牵挂的人，祝他们没有忧愁,永远幸 福，没有烦恼，永远快乐！ 一、活动主题:游名校、赏名花，促交流,增感情二、活动背景:又到了阳春三月，阳光明媚，微风吹拂，正是踏青春游的好时节。 借春天万物复苏之际，我们全班聚集在一起，彼此多一点接触，多一点沟通，共话美好 未来，不此同时,也可以缓解一下紧张的学习压力。相信在这次春游活劢中，我们也 能更亲近的接触自然，感悟自然，同时吸收万物之灵气的同时感受名校的人文气息。三、活动目的：1. 丰富同学们的校园生活，陶冶情操。2. 领略优美自然风光，促进全班同学的交流,营造和谐融洽的集体氛围。3.为全体同学营造一种轻松自由的气氛，又可以加强同学们的团

15、队意识。4.有效的 利用活劢的过程及其形式，让大家感受到我们班级的发展和进步。四、活动时间:XX年3月27日星期四五、活动参与对象:房产Q1141全体及家属六、活动地点:武汉市华中农业大学校内七、活动流程策划：1、27日8点在校训时集叩，乘车2、9点前往华农油菜基地、果园，赏花摄影3、10点30,回农家乐开始做饭，进行“我是厨王”大比拼4、1点30,收拾食品残物，开始集体活劢5、4点，乘车返校八、职能分工及责任定岗1、调研组:负责前期的选址、策划的撰写、实地考察、交通工具的联系和检验组长:金雄成员：吴开慧2、安全保卫组:负责登记参加春游的人数，乘车前的人数的登记,集体活劢时同 学的诶假的夷批，安全知识的培训不教育,午餐制作的人员分组7组长:徐杨超 成员：王冲3、食材采购组:根据春游的人数和预算费用叩理购买食材组长:胡晴莹 成员：何晓艺4、活劢组织组:在车上、赏花期间、主要是做饭完后的集体活劢期间的活劢的 组织组长:武男成员：冯薏林5、厨艺大赛组织组:负责控导各个小组的午餐的准备，最后负责从五个小组里 推荐的里面选出“厨王”，厨王春游费用全免，组长:朱忠达 成员：严露6、财务组