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1、检测与分析GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDVOL.5No.2瞬态多道瑞利波勘探技术在复合地基检测中的应用刘海青任宝宏(山东正元地理信息工程有限责任公司)摘要通过山东某电厂电除尘改造工程,介绍了瞬态多道瑞利波勘探新技术在复合地基检测中的应用,即通过测定复合地基的横波(剪切波)波速值,以评价软土地基加固处理的效果、并为抗震设计提供岩土力学参数。关键词复合地基瑞利波瞬态瑞利波法瞬态多道瑞利波勘探技术山东某电厂电除尘改造工程,其基础采用压浆式中:ΔX为两个检波器之间的距离,VR为瑞小桩加固地基。由于厂区地基主要由轻亚粘
2、土组利波波速。在频率域中,f1(t)、f2(t)频谱为:+∞成,地表以下5.0～13.0m范围内为亚粘土、粘土-iwtF1(W)=∫f1(t)edt和轻亚粘土,呈可塑、软塑～流塑状态。在地震烈度-∞+∞Ⅶ度时,此层土属中等液化土。为保证在地震烈度-iwtF2(W)=∫f2(t)edt-∞为Ⅶ度时基础下的可液化土不发生液化变形,需对地基进行加固处理,设计要求加固处理后的地基承在频率域中F1(W)、F2(W)的关系:+∞载力要达到250kPa。检测复合地基的目的是确定-iw(t-ΔX/V)F2(W)=∫f1(t-ΔX/VR)eRdt-∞处
3、理后的地基是否消除液化,并通过理论公式计算+∞iwΔX/V加固处理后的地基承载力。我公司采用瞬态多道瑞=eR∫f1(t-ΔX/VR)dt-∞利波法成功地对复合地基进行了检测,且做了静载iwΔX/V=eRF1(W)实验对比工作,取得了令人满意的成果。所以F(W)与F2(W)相位差为:1检测原理Δ=ωΔX/VR=2πΔX/VR则VR=2πfΔX/Δ瑞利波是近年来发展起来的一种新的工程物探在同一测点对应一系列频率fi取相应的VRi值方法。由于瑞利波速度同剪切波速度及岩土力学参就可以得出一条VR-f曲线,即所谓的频散曲线,数有着密切相互关系,
4、因此在岩土工程勘察和复合由λR=VR-f可得VR-f曲线转换为VR-λR曲地基检测方面得到了广泛应用。在地面施以适当的线,曲线的变化规律反映了该点介质深度的变化规竖向激振力(可用大锤敲击地面或吊高重物自由下律,拐点、突变点等特征点反映了地层地质的力学特落),地下介质中可产生纵波、横波和瑞利波,其中瑞征。当瑞利波通过低速软弱层时,其频散曲线发生利波是一种沿地表传播的表面波,传播的波阵面是低速畸变。一个圆柱体,传播深度约为一个波长,同一波长的瑞在均匀地下介质中,瑞利波的传播速度及其引利波传播特性反映了地质体水平方向上的特性,不起的位移和应
5、力分布规律仅取决于基础介质的剪切同波长的瑞利波传播特性反映了不同深度地质体的波速度和泊松比。从瑞利波方程中可以得知,瑞利变化情况。波和横波波速之间关系为:由波动方程知,瑞利波传播具有两个特性:一是VS=K(υ)Vr瑞利波振幅随深度衰减,能量大致被限制在一个波1+υ长以内;二是由地面震动波的瞬时相位可确定瑞利其中:K(υ)=0.87+1.2υ波传播的相速度。瞬态瑞利波法即根据这两个特υ为泊松比。性,在相距一定距离的地面二点安置检波器1和2,当岩土泊松比从0.25至0.5时,K(υ)从0.92在脉冲荷载作用下,检波器1和2接收到的瑞利波至
6、0.95。垂直分量时间域信号函数分别为f1(t)、f2(t),在一般岩石的泊松比为0.25,而土的泊松比为时间域里两个函数的关系:0.45～0.49之间,随着泊松比接近0.5,其瑞利波速f2(t)=f1(t-ΔX/VR)度趋于剪切波速度,特别是对土而言,可视为近似相等。〔收稿日期〕2001-06-12根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-94)第54岩土工程界第5卷第2期检测与分析4.9.5条第二款,采用剪切波速判别土层和砂土或3结果分析饱和粉土液化可能性临界公式:Vscr=Kcds(1-0.0133ds)为了对原未压浆处理地基基
7、础与压浆处理后地本工程场地地基土层以粉土为主,采用4.9.5基基础作对比分析,我们对该测区压浆前土层和压浆后土层分别进行了瑞利波测试,结果分别如图2、-6式,该地区地震烈度为Ⅶ度,取Kc=42,ds为砂图3。图2反映出瑞利波速较低,图3反映出瑞利层剪切波速测点深度。波速成倍增加,与处理前相比,提高了整个复合地基瞬态多道瑞利波法是在地面上沿着瑞利波传播的方向布置间距相等的多个拾振器,一般可为12个基础剪切波速和地基质量。或24个。选择适当的偏移距和道间距,以满足最佳面波接收窗口和最佳探测深度。将多道数据采集系统采集到的数据通过逐道频谱分
8、析和相关计算,并进行迭加处理,以消除大量的随机干扰,信号中各频率成分的能量相应增强,使得地质体在频散曲线上的反映更加突出,判断准确性大大增强。2施工方法本工程使用的仪器是美国产R-24工程地震仪,检波器4Hz,12道接收
