王曉光 寧展望

摘要：簡(jiǎn)單的介紹了波動(dòng)原理和波速測(cè)試方法。應(yīng)用等效剪切波速對(duì)實(shí)際工程的建筑場(chǎng)地類別進(jìn)行判定，對(duì)巖層完整性進(jìn)行了評(píng)價(jià)以及得到了一些巖層的動(dòng)參數(shù)值為巖石特性的研究提供參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：等效剪切波速 波動(dòng)原理 完整性 動(dòng)參數(shù)值

1.土體的波動(dòng)原理

一般計(jì)算地震波時(shí)，地基被看作粘彈性介質(zhì)模型比看作完全彈性模型更符合實(shí)際。但是因?yàn)槲覀兊脑囼?yàn)條件很有限，在測(cè)試波速過程中巖土體要被看做彈性介質(zhì)。

根據(jù)直達(dá)波原理，土層的剪切波速Vs按式（1）計(jì)算

（1）

式中：t1、t2——剪切波有激發(fā)點(diǎn)O到相鄰兩測(cè)點(diǎn)A、B所需的時(shí)間；

r——激發(fā)點(diǎn)至鉆孔口的距離。

通過室內(nèi)測(cè)定巖樣的聲波速度，得到巖體完整性指數(shù)：

其中： Vp：室外實(shí)測(cè)得到的各測(cè)點(diǎn)聲波速度（m/s）；

Vpr：室內(nèi)測(cè)定的各巖樣聲波速度（m/s）；

通過這兩個(gè)公式得到表2中的巖體的完整性指數(shù)，依次來評(píng)價(jià)巖體的完整性。

2.工程概況

某房地產(chǎn)準(zhǔn)備在武昌地區(qū)建一座商業(yè)樓，地上15層，地下3層。經(jīng)勘查得知此處的地層情況，由上而下分別為：雜填土、粉質(zhì)粘土夾粉土、細(xì)砂（稍密）、細(xì)砂（中密）、細(xì)砂（密實(shí)）、含礫中細(xì)砂、強(qiáng)風(fēng)化泥巖、中風(fēng)化泥巖、微風(fēng)化泥巖、微風(fēng)化砂質(zhì)泥巖、微風(fēng)化砂巖。

3.波速測(cè)試方法

3.1剪切波的測(cè)試方法

剪切波速測(cè)試儀器使用RS-1616k（S）型信號(hào)檢測(cè)分析儀，檢波器使用RSJ-2000A/B三分量檢波器。測(cè)試鉆孔時(shí)，在距孔口1.5m處設(shè)置激振板，并在激振板上面壓重物500kg，沿板縱軸從兩個(gè)相反方向水平敲擊板端，使其產(chǎn)生剪切波，將三分量檢波器固定在孔內(nèi)不同深度處接收剪切波。全部實(shí)測(cè)曲線和測(cè)試時(shí)使用的儀器參數(shù)都記錄在磁盤上，可保存和回放處理，數(shù)據(jù)處理在微機(jī)上完成。

3.2聲波測(cè)試儀器和方法

聲波測(cè)井是通過孔中短距離激發(fā)并接受超聲波，以測(cè)定孔壁附近巖體的聲波速度沿孔深方向的變化情況，進(jìn)行巖體的完整性判定。本次聲波測(cè)井主機(jī)采用RS-ST01C型非金屬聲波檢測(cè)儀。測(cè)試鉆孔時(shí)，采用一發(fā)兩收探頭，換能器頻率35KHz。

4.測(cè)試結(jié)果及分析

各測(cè)試孔等效剪切波速及覆蓋層厚度以及判定結(jié)果見下表1。

表1 各測(cè)試孔等效剪切波速及覆蓋層厚度表

本工程一號(hào)孔中巖土分析如表2。應(yīng)用一下的計(jì)算公式得到各種巖性的動(dòng)參數(shù)值。

其中：Vp——聲波波速（m/s）；Vs——剪切波波速（m/s）；ρ——巖土密度（g/cm3）；

Ed——?jiǎng)訌椥阅Ａ浚↘Pa）；Gd——?jiǎng)蛹羟心Ａ浚↘Pa）；μd——?jiǎng)硬此杀取?/p>

表2 不同巖性的動(dòng)參數(shù)以及完整性

對(duì)比其他孔可知：強(qiáng)風(fēng)化的泥巖完整性都不好，微風(fēng)化或中風(fēng)化的砂巖或泥巖完整性是比較好的。

5.結(jié)論

等效剪切波速在工程中對(duì)建筑場(chǎng)地類別的判定方面有著重要的作用。通過表2可知，隨鉆孔深度的增加，剪切波速增大趨勢(shì)比較明顯，說明地基土的工程性質(zhì)提高。

對(duì)比表1和表2，在相同的深度條件下，土層的平均剪切波速不小于等效剪切波速；計(jì)算得到了一些巖層的動(dòng)參數(shù)值，能為以后同類巖層提供參考。

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