弹性波法在水库坝基检测中的应用

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1、第!"卷第#期长安大学学报（地球科学版）$%&’!"(%’#!))*年+!月,%-./0&%1230/450/6/789.:7;<（=0.;3>?79/?9=@7;7%/）A9?’!))*!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!弹性波法在水库坝基检测中的应用孙渊+，吴迪+，张良+，王赞文!（+’长安大学地质工程与测绘工程学院，陕西西安B+))"#；!’陕西省公路勘察设计院，陕西西安B+))CD）［摘要］许多水库大坝，特别是土、石坝，由于长年自然因素和人为破坏，普遍存在渗漏现象。为了维护水库

2、的正常使用，对水库大坝的隐患进行检测，显得尤其重要。采用弹性波法中的垂直反射波法和瞬态面波法，利用坝基缺陷可能造成的反射波场和速度变化特征，给出了综合检测水库土、石坝基缺陷情况的方法技术。通过实践，验证了采用综合方法技术进行检测的有效性和实用性。［关键词］垂直反射波；面波；检测；缺陷；水库；坝基［中图分类号］EC*+’##［文献标识码］F［文章编号］+))BGHH""（!))*）)#G))BCG)#［作者简介］孙渊（+H"HG），男，山东牟平人，副教授，现从事地震勘探教学与科研工作。近年来，采用弹性波法，直流电法和电磁波法等超过*)I，结构一般为土、石坝或混凝土坝，隐伏

3、缺对水库大坝渗漏进行检测，获得了一定的效果。但陷尺度一般较小，内部波阻抗差异不大，不同缺陷类由于水库坝基缺陷类型复杂，缺陷尺度大小不一，采型的影响带分布大小不一，在检测过程中，应注意下用何种方法？如何快速有效地进行检测？仍有待于述问题：探索和实践。笔者因地制宜地选用垂直反射波法和（+）尽量采用高分辨率的采集方法，如选用高频瞬态面波法对坝基隐患进行综合检测，并通过实践检波器接收，高采样率采集数据等。证明了该思路和方法技术是正确和有效的。（!）选择合适的激发方式，尽量克服由于激发所带来的噪声干扰。+方法原理（*）剖面中的点距应尽量小，一般不超过!I，特殊情况下，不超过+I，

4、同时，最好在剖面中不同点，采集少量的2AE道集记录，以便提取反射波速!’!垂直反射波法垂直反射波法即通常所说的地震映像法。它可度以标定自激自收波场的深度。将一个复杂的二维或三维问题近似为一个一维问（#）在处理中，以保留缺陷所造成的异常波场为题，与常规多次覆盖反射波法相比，波场简单直观，前提，选择合适的去噪方法，同时做好反滤波处理，无需过多处理，即可提供解释，实时性强。以提高纵向分辨率。根据波动理论分析，不论何种坝基结构，只要内（"）在解释中，应重点关注异常波场的几何特征部存在不均匀，在自激自收波场中，均可能形成异常和动力学参数特征，以便准确确定缺陷的位置和可波场，其特征

5、主要表现为：波场同相轴错断、上凸或能造成的因素。下拉；出现局部异常绕射波场；波场同相轴连续性时!’"瑞雷面波法好时坏或无连续反射波场；反射波场的能量和频率根据面波理论可知：瑞雷面波主要沿地表面附近出现异常变化。传播，其主要影响带范围约为一个波长深度。在半空在水库坝基缺陷检测中，由于坝基高度一般不间介质中，若只考虑二维情况，当地下介质为完全弹性均匀介质时（如泊松固体），其瑞雷面波方程为：［收稿日期］!))*G)*G+)［!!（".／":）!］!!#［+!（".／"J）!］+／!·［基金项万方数据目］国家DC*项目（!))+FFC)!)!"G*）［+!（"／"）!］+／!#

6、).:第’期孙渊等：弹性波法在水库坝基检测中的应用==式中：!!为面波速度，范围为："!!!!!#!!$；!#和!$为横波和纵波速度。由该方程可见，在完全&实例分析弹性均匀介质中，可产生瑞雷面波，但波场无频散。当表层介质为非均匀松散介质，下部为完全弹性均陕南某水库库龄已超过&"年，水库坝基主要为匀介质时，其瑞雷面波方程为：浆砌石和土石混合物构成，坝高不超过%*+。由于（%"#&）&$""#%#!（!%"#&）&$常年冲刷融蚀以及其他地质和人为因素影响，局部!&&地段坝基出现裂缝和融蚀塌陷，表面可见裂缝，宽度’!#%#&"&""#%#!!%"不超过%,+，隐蔽漏水和表面渗

7、水较严重，急需进式中：为剪切模量；为松散介质的密度；#和!""%行检测和维护。#&分别为与!!、!$和!#有关的量值；#(&!&，&鉴于坝基的基本情况，考虑到检测的实时性和为频率。由该方程可见，在此类结构介质中，可产生有效性以及方法技术的长处，同时为克服多解性，选瑞雷面波，波场有频散。择弹性波法中的垂直反射波法和瞬态面波法，并结可以证明，在非完全弹性层状介质中，亦可产生合少量点的-./道集记录，对坝基进行综合检测。瑞雷面波，其波场有频散。此外对于表层为近似完!0"资料采集及处理全弹性，下部为非完全弹性的层状介质，前人的理论&0%0%资料采