欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:22535440
大小:1.89 MB
页数:13页
时间:2018-10-30
《《面波测试方案》word版》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、基于动测仪的面波测试方案1测试原理简介均匀介质或分层介质在点或面振源作用下,表面波场包含P、SV波及瑞利波,由于在表面P、SV波衰减快于瑞利波,当距振源一定距离表面波场以瑞利波为主。在大多数情况下,瑞利波能量集中在一个波长深度范围内,频率越低,波长越大,影响深度越深。在剖面参数(剪切波速、密度、泊松比)不同分层状态下,随着波长的增加,瑞利波穿越的层数也增加,瑞利波传播速度发生变化,瑞利波传播出现频散现象,即瑞利波传播速度随频率(或波长)的变化,如图1所示,频散曲线的变化与分层参数、分层厚度等有关,通
2、过对频散曲线的反分析可以得到场地分层剪切波速。图1瑞利波波长与穿透深度及传播速度间关系不同的分析方法,对测试要求也不同,目前分析方法主要有f—k分析及互相关分析(SASW)。2、基于互谱分析测试方法互谱分析,顾名思义就是对两道信号作互相关分析,只要有两道信号就可以得到面波的相速度随波长或频率的变化。目前,动测仪,如RSM、FD系列,一般最多可采集四道。这样,在互谱分析用动测仪作为采样设备是可行的。当采用两个测点时,如图2所示,测点可按共中心方式布点,即(1)测点距、振源与最近测点距相等;(2)按测点
3、中心线位置不变,不断增加测点距;(3)通过正反敲击来消除分层倾斜及传感器不一致性的影响。如图3所示。图2两测点布置图3共中心测点布置两点实测信号、互谱分析及得到的相速度随波长或频率变化,见图4,相速度表示面波在两测点间平均相速度。(a)(b)(c)图4两测点信号(a)、互谱分析(b)及相速度随波长变化(c)当采用三个测点,如图5所示,通过对三条信号组合分析,即CH1+CH2、CH1+CH3、CH2+CH3组合,可以得到三条剖面的相速度。见图6。图5三测点布置(a)(b)图5三测点信号(a)及由信号3
4、种不同组合得到的相速度随波长变化(b)当采用四个测点,如图6所示,通过对四条信号组合分析,即CH1+CH2、CH1+CH3、CH1+CH4、CH2+CH3、CH2+CH4、CH3+CH4组合,可以得到六条剖面的相速度。当等间距布点,CH1+CH4与CH2+CH3对应的剖面重合,两者平均、光滑得到一条相速度曲线,见图7。图6四测点布置图7四测点信号(a)及由信号5种不同组合得到的相速度随波长变化(b)当得到与多个剖面的相速度速度后,就可以构筑相速度色谱图,如图8所示。图8由不同剖面的相速度随波长变化曲
5、线得到相速度色谱图3、互谱分析优缺点分析(1)互谱分析只要两道信号就可以分析,因而,对测试仪器要求不高,一般只要有两个通道的仪器就可以使用,这样目前用于基桩测试、剪切波速测试、振动测试的仪器均可用于面波测试;(2)由于互谱分析是计算面波在两测点的相位差,这对测量传感器的相频特性一致性要求较高,测量之前,将传感器同时放置在一个位置,根据采集的信号判断传感器的相频特性一致性;(3)互谱分析仅利用相位差来计算相速度,没有利用面波能量幅值,干扰信号对相位差计算影响较大,互谱分析得到的曲线没有分析光滑,不同道
6、距、不同次结果可能相差较大,一致性较差;(4)测点间距越大,面波在两测点间相位差越大,这越有利于消除噪音干扰,一般测点距D>2m,有利于结果分析;(5)采样时间建议取(>200)×D(us),以保证在频率域有较高分辨率。4、f—k分析方法对一定数量的测试响应信号作f—k分析(1)这里N1为间隔为的时间观察点数,N2为空间间隔为的观察点数,n1=0,…N1-1,n2=0…,N2-1。由于在f—k域是利用能量谱的极值来分析,为了消除几何衰减对能量分布的影响,在谱分析上乘来校正因几何衰减导致能量损耗。得到
7、频率—波数域功率谱分布,由谱极值波数—频率的变化,利用关系得到频率—相速度或波长—相速度曲线,见图9图9波数—频率域谱能量及频散数据f—k分析一般要求振源、一定数量测点布置在一条测线上,测点按等间距布置,探测深度越大,要求测点间最大的空间距离也越大(最大的波长不会超过最大的布点距离,即距振源最近点与距振源最远点距离)。地震仪或面波仪一般有12个以上的采样通道,可用于基于f—k分析的面波测试。但当测试仪器纪录通道有限时(如基桩动测仪)。可采取以下两种方法对信号进行堆叠:(1)保持振源位置不动,依次等间
8、距移动测点,如图10所示,传感器使用的传感器使用数量视测量仪器而定,使用的通道越多,得到一定数量的响应排列所需的测量次数越少,比如,要得到12道响应排列,若采用4道采集,则试验要重复3次,然后对每次测试信号进行堆叠,见图11,而当采用2道采集,则试验要重复6次,依次类推。采用该方法,要求振源是可重复的,即振源产生的脉冲信号,不仅频率成份相同,而且幅值也相同;图10振源不动,移动测点信号堆叠图11测试信号堆叠(1)保持测点位置不变,移动振源位置,振源距最远测点距离,这里
此文档下载收益归作者所有