土动力学实验报告

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1、土动力学试验报告学号：091039姓名：刘射洪目录试验1：单孔法（检层法）波速测试1一、试验目的1二、试验基本原理1三、试验设备描述2四、试验过程与步骤2五、数据处理2试验2：面波（瑞利波）波速测试9一、试验目的9二、试验基本原理9三、试验设备描述9四、试验过程与步骤9五、数据处理10试验3：反射波法测试桩的完整性13一、试验目的13二、试验基本原理13三、试验设备描述13四、试验过程与步骤13五、数据处理14参考文献16共1页第1页土动力学试验报告学号：091039姓名：刘射洪试验1：单孔法（检层法）波速测

2、试试验日期：2012年11月12日（第10周周一，7、8节课）试验地点：岩土楼后试验场一、试验目的测试各个土层的波速，为工程抗震设计和研究土的动力特性提供具体参数。二、试验基本原理单孔法波速测试，是在一个垂直钻孔中进行波速测试的一种方法。首先根据勘察要求用钻机成孔，然后将钻孔检波器放至预定深度的测试点，并同时在孔口附近设置激震板，测出由激震板产生的波到孔中检波器所需的时间，就可以求得剪切波在土中的波速（本试验中，波速均为土层平均波速）。试验示意图如图1-1所示。图1-1单孔法波速测试示意图波速计算公式为：式中

3、，为波的行程，；为测试点深度；为激震板至孔口的距离，本试验中为0.97m；为波的传播时间，这里根据正反向激震产生相位差180°的剪切波特性确定。共16页第16页土动力学试验报告学号：091039姓名：刘射洪三、试验设备描述1、激震板。一块长约3m，宽约0.3～0.4m，厚约0.1m的木板。测试孔应位于木板长轴的中垂线上，距离为约1m，本试验中为0.97m。木板与地面紧密接触，同时木板上应该有约500Kg的压重（本试验中是在木板上站7名同学作为压重）。2、重锤。用于敲击激震板两端，从而产生弹性波。3、检波器及连

4、接线。检波器有两个，孔口检波器（单向检波器）用于采集木板下的激震波，而钻孔检波器（三分向检波器）应放至预定深度的测试点，用于接收波信号。4、信号采集系统。自动化的数字信息采集，可以直接显示出检波器中接收到的各种波的信号，用于分析计算。信号采集系统有四个通道，其中ch1采集的是木板下的单向检波器接收的波形，ch2、ch3、ch4分别采集的是三分向检波器中X、Y、Z向的波形。四、试验过程与步骤1、根据试验要求确定孔深及试验点，先成好孔。孔的最大深度最后超过预定深度约0.5m。2、将孔口检波器埋置好，然后将木板压下

5、，木板要求和地面紧密接触，地面要平整，板上站7名同学约500Kg左右作为压重。当铁锤水平敲击板端时，板就要在地面滑动，但摩擦力阻止板的滑动，板就使土层表面产生剪切变形。由于弹反力的作用，板在平衡位置附近来回振动，因而在土层表面产生正负剪切变形。由于颗粒间有联系，变形就会扩展和传递给其它土颗粒，这样就形成了剪切波。又由于板和地面水平接触，因此，这样的波是水平剪切波SH波，它的传播方向向下，质点运动方向与之垂直。3、将钻孔检波器慢慢放入钻孔中，下到预定深度。4、调试好所有测试仪器，检查是否都能正常工作。5、敲击木

6、板，并同时启动自动记录仪器，记下振动的波形。敲板时用力均匀，干净利落，尽量水平敲击，并且敲击位置在板端断面的中心处。板的两端各敲击一次，以产生相位差为180°的剪切波，根据波形的不同来判定波的传播时间，以此计算波的平均波速。五、数据处理1、波形分析与鉴别。波形分析与鉴别的目的是要确定剪切波传播的时间。由于外界干扰以及敲击在激震板上产生的压缩波在地下折射，实际上得到的波形记录往往是剪切波和压缩波复合在一起的波形，这给剪切波的鉴别带来了困难。但是，我们可以根据剪切波（即S波）和压缩波（即P波）的一些特点将它们区分

7、开来。（1）、速度不同。压缩波的传播速度比剪切波的传播速度快，即压缩波先到达，剪切波后到达。（2）、能量及频率不同。压缩波传递的能量小，因此波峰小，而剪切波的能量大，因此波峰大。并且两种波的频率不一致，当剪切波到达时，波形曲线上会有个突变，以后过度到剪切波波形。（3）、剪切波相位差180°，波形相反。当激震板两端各敲击一次时，产生相位差为180°的剪切波，但压缩波的相位不变。所以比较同一深度的两次波形记录，将记录的激震时间信号对齐，找到相位差180°的两个最大波峰及波谷，即为剪切波到达的时刻。共16页第16页

8、土动力学试验报告学号：091039姓名：刘射洪2、平均波速计算。（1）、m根据波形可知，∴共16页第16页土动力学试验报告学号：091039姓名：刘射洪（2）、m根据波形可知，∴共16页第16页土动力学试验报告学号：091039姓名：刘射洪（3）、m根据波形可知，∴共16页第16页土动力学试验报告学号：091039姓名：刘射洪（4）、m根据波形可知，∴共16页第16页土动力学试验报告学号：09103