賀文文?曹昊天

摘 要 瑞雷面波勘探方法是一種新型工程地球物理勘探方法，由于該方法具有操作簡(jiǎn)單、探測(cè)速度快、對(duì)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)要求不高且能一次獲得與深度相關(guān)的地層瑞雷面波速度參數(shù)的特點(diǎn)，因此，應(yīng)用瞬態(tài)瑞雷面波法對(duì)城市掘路進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，具有非破壞性、代表性高等優(yōu)勢(shì)，能夠適應(yīng)公路工程發(fā)展要求。文章將對(duì)瞬態(tài)瑞雷面波質(zhì)量檢測(cè)原理進(jìn)行分析，并通過(guò)具體工程案例進(jìn)行說(shuō)明，希望為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞 瞬態(tài)瑞雷面波法；測(cè)試原理；質(zhì)量檢測(cè)；工程案例

引言

在城市道路施工中，路基壓實(shí)度是土方路基施工質(zhì)量控制的主要指標(biāo)，堅(jiān)固、穩(wěn)定的路基是保證路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性的先決條件。傳統(tǒng)路基壓實(shí)度檢測(cè)方法有環(huán)刀法或灌砂法，主要是隨機(jī)取點(diǎn)，再進(jìn)行室內(nèi)分析處理，勞動(dòng)強(qiáng)度較大、會(huì)對(duì)路基造成破損，而且檢測(cè)結(jié)果以點(diǎn)蓋面，難以真實(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)工地的真實(shí)情況。當(dāng)前，傳統(tǒng)檢測(cè)方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)今路基壓實(shí)度的需要。瑞雷面波測(cè)試技術(shù)是一種無(wú)損、高速、快捷的檢測(cè)新技術(shù)，可較好的完成對(duì)路基壓實(shí)度的快速檢測(cè)。

1 檢測(cè)系統(tǒng)的正確配置

檢測(cè)系統(tǒng)的正確配置和檢測(cè)方案的正確確定是保證檢測(cè)精度和檢測(cè)可靠性的關(guān)鍵。檢測(cè)系統(tǒng)配置主要由電荷放大器、檢波器、山振源、計(jì)算機(jī)分析處理系統(tǒng)和資料輸出的打印機(jī)組成。振源是產(chǎn)生檢測(cè)所需頻率范圍的機(jī)具，一般采用錘擊、落重、爆炸等方式。檢波器是安置在地面，用于拾取介質(zhì)振動(dòng)的傳感器，可以把振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；電荷放大器是用于放大采集的信號(hào)以更好的提取所需的信號(hào)[1]。

2 具體工程應(yīng)用分析

2.1 工程概況及工作目的

本檢測(cè)工作利用瑞雷面波檢測(cè)方法對(duì)南長(zhǎng)街架空入地工程掘路壓實(shí)度進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。檢測(cè)路段位于北京市南長(zhǎng)街，整個(gè)路段處于管線鋪設(shè)后掘路恢復(fù)階段。檢測(cè)被指定在最不利點(diǎn)上進(jìn)行，15處南北向掘路布置測(cè)點(diǎn)85個(gè)，19處橫穿掘路布置測(cè)點(diǎn)48個(gè)，共計(jì)布置測(cè)點(diǎn)133個(gè)。涉及的管線為自來(lái)水、北信基礎(chǔ)、電力與路燈。

通過(guò)對(duì)掘路壓實(shí)度檢測(cè)，并向委托方遞交檢測(cè)結(jié)果，為工程質(zhì)量監(jiān)控提供依據(jù)，并針對(duì)壓實(shí)度不符合要求的路段采取相應(yīng)的處理措施，進(jìn)而保證掘路工程質(zhì)量。

2.2 工作原理

利用瑞雷面波法進(jìn)行掘路無(wú)損檢測(cè)，主要利用在分層介質(zhì)中瑞雷面波速度的頻散特性及傳播速度與介質(zhì)密度的相關(guān)性。當(dāng)在介質(zhì)表面施加瞬態(tài)激振力時(shí)，產(chǎn)生不同頻率f的瑞雷面波，不同頻率f的瑞雷面波反映不同深度介質(zhì)的密度變化情況。那么，在沿波的傳播方向以相同檢波距D布設(shè)n+1個(gè)檢波器，即可接收到nDt長(zhǎng)度范圍內(nèi)的面波。

當(dāng)用重錘激振地面時(shí)，利用產(chǎn)生不同頻率f的瑞雷面波，得到不同深度范圍波速Vr，從而得到Vr—H曲線（即頻散曲線）。由于波速與介質(zhì)密度之間存在相關(guān)性，通過(guò)Vr--H曲線，計(jì)算出不同層的層波速Vr，從而得到與波速密切相關(guān)的土體的力學(xué)參數(shù)。

2.3 所測(cè)路段壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果

檢測(cè)結(jié)果按照委托方要求提交壓實(shí)度數(shù)據(jù)，掘路回填材料主要分為兩種，-69cm以下為素土，-69cm以上層為無(wú)機(jī)料，檢測(cè)總深度為：0-（-1）m。在計(jì)算壓實(shí)度時(shí)，以深度-20cm位置的代表速度計(jì)算無(wú)機(jī)料壓實(shí)度，下層-80cm位置的代表速度計(jì)算素土速度，各自按照不同的速度與壓實(shí)度對(duì)照表計(jì)算。從檢測(cè)結(jié)果記錄表來(lái)看，要求位置的壓實(shí)度大部分未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。南長(zhǎng)街南北向掘路共檢測(cè)15個(gè)位置，共85個(gè)面波點(diǎn)，其中壓實(shí)度大于95%的面波點(diǎn)有8個(gè)，壓實(shí)度在90%～95%之間的有2個(gè)，小于90%的點(diǎn)有75個(gè)[2]。

下文將對(duì)澤園酒家和西華門情況進(jìn)行分析。澤園酒家，面波采集布置8個(gè)面波點(diǎn)，北信基礎(chǔ)4點(diǎn)，自來(lái)水4點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)位置為被指定最不利點(diǎn)。采集現(xiàn)場(chǎng)照片及檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表。根據(jù)處理結(jié)果，壓實(shí)度在90%以下。

西華門面波采集布置5個(gè)面波點(diǎn)，北信基礎(chǔ)2點(diǎn)，自來(lái)水3點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)位置為被指定最不利點(diǎn)。采集現(xiàn)場(chǎng)照片及檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表。根據(jù)處理結(jié)果，壓實(shí)度在90%以下。

2.4 結(jié)論與建議

通過(guò)本次對(duì)南北向掘路檢測(cè)工作分析，得出以下結(jié)論：南北向掘路共檢測(cè)15處，其中南長(zhǎng)街28號(hào)自來(lái)水掘路回填壓實(shí)度≥95%，88號(hào)院、100號(hào)院自來(lái)水回填壓實(shí)度為90%～95%，除此3處外，其他回填掘路壓實(shí)度均<90%。針對(duì)本次檢測(cè)結(jié)果，建議對(duì)壓實(shí)度小于90%的路段進(jìn)行換填處理，建議對(duì)壓實(shí)度在90%到95%的路段進(jìn)行多次碾壓，以提高路基壓實(shí)度。

3 結(jié)束語(yǔ)

瞬態(tài)瑞雷面波勘探法應(yīng)用時(shí)間并不長(zhǎng)，但是由于這一方法具有操作簡(jiǎn)單、成本較低、對(duì)道路破壞較小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探和工程施工質(zhì)量檢測(cè)中，文章通過(guò)介紹其具體應(yīng)用，希望為相關(guān)人員提供參考，充分發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 王鑫文.瞬態(tài)面波勘探技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2017，17（11）：233-234.

[2] 席超強(qiáng).復(fù)雜地形條件下面波探查技術(shù)研究與應(yīng)用[D].合肥：安徽理工大學(xué)，2017.