趙建洲　尹金香

摘 要： 地球物理勘探是通過聲波及電法等物理手段對巖土層進(jìn)行探測的方法。在工程勘察工作中，可對鉆探、室內(nèi)試驗及原位測試成果進(jìn)行補(bǔ)充驗證。常用的地球物理勘察手段包括波速測試、電阻率測試、探地雷達(dá)等。本文結(jié)合沈陽地鐵二號線某站勘察工作，簡要介紹地球物理勘探方法，分析地球物理勘探數(shù)據(jù)，得出相關(guān)成果，為后續(xù)設(shè)計提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 地球物理；波速測試；電阻率測試；地鐵勘察

0 引言

各巖土層由于其種類、成分、結(jié)構(gòu)的不同而具有不同的物理特性。地球物理勘探是以各巖土層波速及電學(xué)性質(zhì)的差異為基礎(chǔ)，利用儀器觀測各巖土層的波速及電性，進(jìn)而分析驗證各巖土層的層位及物理力學(xué)性質(zhì)，為設(shè)計提供依據(jù)。

沈陽地鐵二號線南延線工程北起全運(yùn)路站，南至桃仙機(jī)場站。在勘察過程中，采用了多種勘察手段相結(jié)合的方式，其中地球物理勘探在其中起到重要作用，主要采用了波速測試及電阻率測試等方法，根據(jù)測試結(jié)果，對各巖土層的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了分析計算。

1工程概況

擬建的沈陽地鐵二號線某站位于渾南區(qū)智慧三街與創(chuàng)新一路交匯處，該站點(diǎn)中心里程為K29+508m，結(jié)構(gòu)底板設(shè)計高程約為30.0m，結(jié)構(gòu)底板埋深約為18.0m。車站為地下兩層箱型框架，擬采用明挖法施工。勘察工作中布置了勘探孔33個，其中在KC-013、KC-030、KX-006三個鉆孔中進(jìn)行了波速測試，在KC-022、KX-009兩個鉆孔中進(jìn)行了電阻率測試。

2 測試原理方法

2.1波速測試

不同巖土層的彈性特征存在差異，可通過彈性波速等參數(shù)反映出來。鉆孔剪切波速測試就是利用這一差異，通過測定不同巖土層的剪切波（S波）、壓縮波（P波）的傳播速度，計算動力參數(shù)、場地卓越周期，評價場地地震效應(yīng)，確定場地類別，并據(jù)此判定巖土層的工程性質(zhì)，為工程設(shè)計提供依據(jù)。

本次波速測試使用XG-I型波速測試儀，采用單孔法，在地面震源采用叩板正反向激發(fā)，并產(chǎn)生剪切波（S波），孔內(nèi)由檢波器（三分量探頭）接收剪切波，利用剪切波震相差180°的特性來識別S波的初至?xí)r間。當(dāng)采集縱波波速時改用垂直敲擊方式（主要產(chǎn)生縱波）來接收所產(chǎn)生的縱波。

2.2電阻率測試

巖土體由于成分、密度、結(jié)構(gòu)等方面的不同，其電性特征也存在差異，這種差異可以通過電阻率值的大小反映。電法勘探利用這種差異，通過儀器設(shè)備采集地層的電阻率值，對地下巖土體進(jìn)行評價。

本次電阻率測試使用DJC-1型多用途電測儀，采用電測井法。鉆井中的土層和水有不同的物理性質(zhì)，將電流通入鉆井中形成電場，利用電位儀測出電場的分布及變化規(guī)律，根據(jù)視電阻率公式計算出視電視阻率值，利用視電阻率值大小的變化規(guī)律來分析比較相關(guān)土層或水質(zhì)的物性差異，達(dá)到區(qū)分不同土層的位置、厚度、含水條件等目的。當(dāng)兩點(diǎn)間的大地電阻率比值大于3時，中間加點(diǎn)直到兩點(diǎn)間大地電阻率比值小于3。

3 測試結(jié)果及動參數(shù)計算

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001（2009年版）中土層的各動參數(shù)的計算公式，可以計算得出各土層的動剪切模量、動彈性模量及動泊松比。

根據(jù)勘察鉆孔劃分的地層厚度和各點(diǎn)測試的電壓及電流值，可以計算得出各點(diǎn)的電阻率，根據(jù)土層內(nèi)測點(diǎn)的電阻率平均值，得出本工點(diǎn)各土層電阻率值。

4 測試結(jié)果分析應(yīng)用

根據(jù)各土層剪切波速測試結(jié)果，計算本場地的等效剪切波速為204m/s，場地覆蓋層厚度大于50m，場地類別為Ⅲ類，為對建筑抗震一般地段。

根據(jù)場地卓越周期的經(jīng)驗公式，計算深度取25m，得到本場地的地基土卓越周期為0.466s。

5 結(jié)論

本項目勘察工作中采用的地球物理勘探方法為波速測試及電阻率測試，測試結(jié)果驗證了各巖土層的性質(zhì)差異及層位，是對鉆探、室內(nèi)試驗及原位測試成果的有效補(bǔ)充。

根據(jù)相關(guān)公式，計算得出了各土層的動參數(shù)、等效剪切波速及地基土卓越周期，為場地的抗震類別劃分提供了定量參考。相關(guān)成果可供設(shè)計單位進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計時使用。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001（2009年版）.中國建筑工業(yè)出版社.2009.

[2] 遼寧省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳，遼寧省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》DB21/T 907-2015.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.2015.

[3] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.《城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范》GB50307-2012.中國計劃出版社.2012.

作者簡介：趙建洲（1986.06.26-），男，工程師，從事巖土工程勘察設(shè)計工作。

尹金香（1985.02.11-），女，工程師，從事工程地質(zhì)工作。