王曉光 寧展望

摘要：簡單的介紹了波動原理和波速測試方法。應(yīng)用等效剪切波速對實際工程的建筑場地類別進(jìn)行判定，對巖層完整性進(jìn)行了評價以及得到了一些巖層的動參數(shù)值為巖石特性的研究提供參考價值。

關(guān)鍵詞：等效剪切波速 波動原理 完整性 動參數(shù)值

1.土體的波動原理

一般計算地震波時，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際。但是因為我們的試驗條件很有限，在測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）計算

（1）

式中：t1、t2——剪切波有激發(fā)點O到相鄰兩測點A、B所需的時間；

r——激發(fā)點至鉆孔口的距離。

通過室內(nèi)測定巖樣的聲波速度，得到巖體完整性指數(shù)：

其中： Vp：室外實測得到的各測點聲波速度（m/s）；

Vpr：室內(nèi)測定的各巖樣聲波速度（m/s）；

通過這兩個公式得到表2中的巖體的完整性指數(shù)，依次來評價巖體的完整性。

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）、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.波速測試方法

3.1剪切波的測試方法

剪切波速測試儀器使用RS-1616k（S）型信號檢測分析儀，檢波器使用RSJ-2000A/B三分量檢波器。測試鉆孔時，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。全部實測曲線和測試時使用的儀器參數(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聲波測試儀器和方法

聲波測井是通過孔中短距離激發(fā)并接受超聲波，以測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。本次聲波測井主機(jī)采用RS-ST01C型非金屬聲波檢測儀。測試鉆孔時，采用一發(fā)兩收探頭，換能器頻率35KHz。

4.測試結(jié)果及分析

各測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 各測試孔等效剪切波速及覆蓋層厚度表

本工程一號孔中巖土分析如表2。應(yīng)用一下的計算公式得到各種巖性的動參數(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——動彈性模量（KPa）；Gd——動剪切模量（KPa）；μd——動泊松比。

表2 不同巖性的動參數(shù)以及完整性

對比其他孔可知：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建筑場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，剪切波速增大趨勢比較明顯，說明地基土的工程性質(zhì)提高。

對比表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；計算得到了一些巖層的動參數(shù)值，能為以后同類巖層提供參考。

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