瑞利波法在公路地基中的应用

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1、第37卷，第3期公路工程Vo1．37，No．32012年6月HighwayEngineeringJun．，2012瑞利波法在公路地基中的应用唐平祥(云南大丽高速公路建设指挥部，云南大理671000)[摘要】瑞利波法，是根据瑞利波(RayleighWave)在土层中传播和能量分布的特征，通过表面频谱分析法对瑞利波在土层中传输的情况进行测量并建立波速和频率、深度曲线来反映土层性质。介绍了瑞利波法的基本原理和测试方法。试验结果表明，瑞利波法适用于几十m深度范围的浅基础工程地质勘测。研究结果可以用来指导现场观测。[关键词]瑞利波法；SASW；土层性质[中图分

2、类号】U412．22[文献标识码】A[文章编号】1674—0610(2012)03—0209—04RayleighWaveMethodforSoilCharacterizati0nTANGPingxiang(ExpresswayConstructionHeadquarterofYunnanDali，Dali，Yunnan671000，China)[Abstract]RayleighWaveMethodisbasedonitspropagationandenergydistributioninthesoil．ByadoptingSASWtesting，

3、equipmentandproceduresformeasuringRayleighWaveatatestsitearea-vailable．Theresultsofthefieldmeasurementareexpressedbyadispersioncurveofwavevelocityversusfrequencyordepthandtoevaluatesoilcharacterization．Inthispaper，theprincipleandproceduresofRayleighWaveMethodareintroduced．Based

4、uponthesefindings，itcanbeconcludedthatRayleighWaveMethodissuitableforshallowfoundationwithaccuratesoilcharacterization，whichmaybeusedforfieldtesting．[Keywords]RayleighWaveMethod；SASW；SoilCharacterization着介质表面传播，其振幅随着深度增加而迅速衰减。0前言瑞利波比较容易在地表收集和探测。在同相介利用震动波测量土体性质，作为原位测试中一质的半空间表面上，

5、垂直的谐震动波点释放的总能个新兴的方向，在国内外受到越来越多的重视。美量中有三分之二是表面波(见图1，表1)，与其他类国德克萨斯奥斯丁大学的KennethH．Stokoe教授归型的波(如体波，剪切波等)相比，几何衰减率低。纳了一种通过测量震动波在土体内传播情况来反映地基土体性质的概念，并提出对土体进行无损探测的设想。2003年，意大利PolitenicodiTorino大学的Se．bastianoFoti教授将震动波细化为瑞利波(RayleighWave)，采用特定接收器收集在土体中瑞利波波的相关数据，通过运算建立了土性与所获得数据间的数学方程，基本

6、实现了Stokoe教授的设想。本文旨在介绍瑞利波对土层性质的无损测量方法，并简述其在实际工程领域的应用与适用条件。1瑞利波及其特性图1同相介质半空间表面上垂直谐震动波点产生的波FigurelSpaceSurfaceWaveonVerticalHarmonicPhase瑞利波是指点的震动介于横波与纵波之间，沿Medium【收稿日期]2012—02—20[作者简介]唐平样(1970一)，男，云南陆良人，高级工程师，主要从事高速公路的建设管理工作。210公路工程37卷在同相介质中，波的传播速率几乎与剪切波的传播验仪器如图3所示。试验也允许多个接收器，按照速

7、率相同，而且不受其他波影响。因此，根据瑞利波相同的间距线性排列在地表。的以上特性，土体无损探测试验选择表面波作为主计算机波形分析仪要载体。表1各类波能量分布Table1EnergyDistributionofVariousWaves波形能景／％瑞利波67剪切波26挤压波72试验原理2．1瑞利波在土体里的传播情况(见图2)由于震源发生在地表，产生的瑞利波一部分会E二=：二：：==1以半圆的形式向下扩散，另一部分则会沿着土体表面传播，这部分瑞利波的速度快，强度高，是试验测图3SASW方法的仪器组成示意图Figure3InstrumentofSASWMet

8、hod量的主要依据。SASW方法有2种：①波变频探测法。这个方地表瑞利波粒子垂直运动法基于瑞利波在分层系统中