波速测试及抗震规范培训.ppt

《波速测试及抗震规范培训.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、波速测试及抗震规范培训工程勘察公司2009年2月6日前言单孔法波速测试土层等效剪切波速的测定方法及误差分析陈小峰李玉良（河北中核岩土工程有限责任公司）0引言在地层稳定的平原地区，小范围内土层等效剪切波速应是一个较为稳定的数值，这个数值是客观的，不应因测试人员、测试仪器、测试时间的不同，有大的变化。但实践中有时会出现这种情况，即同一场地、不同的勘察单位提供的土层等效剪切波速差别很大。例如某一建筑场地，两家勘察单位提供的土层等效剪切波速分别为280m/s和190m/s，差异近50%，已远远超出测试、计算误差可以解释

2、的程度，本文结合笔者的测试经验及实例，系统介绍了剪切波速测试的原理和测试方法，并对重点问提进行了讨论，以期寻找产生误差的原因，更好地指导工程实践。1等效剪切波速的计算方法及应用依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），剪切波速是划分场地地基土类型，确定覆盖层厚度，判定建筑场地类别的依据。土层等效剪切波速按下式计算：Vse=d0/t式中Vse—土层等效剪切波速（m/s）；d0—计算深度（m），取覆盖层厚度和20m二者的较小值；t—剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；di—计算深度内第i土层的厚度（m）

3、；vsi—计算深度范围内第i土层的剪切波速（m/s）；n—计算深度范围内土层的分层数。根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度，按表1.1划分建筑的场地类别。当覆盖层厚度较大时（例如大于50m），建筑场地分类取决于20m内计算的土层等效剪切波速的大小，等效剪切波速250m/s是一个重要的界线，大于250m/s时，建筑场地类别为Ⅱ类，而等效剪切波速小于250m/s时，建筑场地类别就成为Ⅲ类。建筑场地类别不同则建筑场地结构设防投资差异明显，正确判定场地类别既关系到建筑物在遭遇地震时的安全使用，减少人民生命财产损失，又关系

4、到建筑物的建设成本。因此，在某些覆盖层较厚的地区，等效剪切波速是否大于250m/s，是原位测试技术人员、岩土工程勘察技术人员、施工图审查人员以及结构设计人员关注的一个焦点。2波速测试方法通常等效剪切波速的测试采用单孔检层法，一般的测试步骤为：1）平整场地，在距孔口1~3m处，固定激震板，使激震板中垂线通过钻孔；2）安装、调试仪器；3）将三分量检波器放入预定深度，并贴紧孔壁；4）用铁锤左右敲击激震板，由仪器接收检波器信号，并进行简单判断，如信号正常，剪切波反向良好，重复激振波形一致性良好，则分别记录正反向敲击的波形

5、信号，该点试验结束；5）将三分量检测器放到下一测试点深度，重复上述步骤，直到全部测试点完成；6）如有必要，重复测试一定比例的试验点。3获得理想波形资料的关键单孔法波速测试方法并不复杂，但实际测试中，如果一些细节问题疏忽了，并不一定能测得理想的波形，给准确分析计算等效剪切波速带来困难。在测试中，以下几个方面应格外注意：1）合理设定仪器采样间隔合理设定仪器采样间隔，是获取理想波形的前提，如果采样间隔设置太小，对于频率较低的波形，视觉上会感觉太“散”，不象是常规意义的波形，且对于较深的测点，可能采不到剪切波；而如果采样

6、间隔设置过大，则波形可能会显得太“紧”，同时影响波速计算时的精度。那么如何合理设置采样间隔呢？波速测试仪器的采样长度通常有512点、1024点、2048点等几种，常用的为1024点。在采样长度确定为1024点后，要根据地层大致的平均波速及测试深度，来合理确定采样间隔。第四系土层单孔法波速测试时，剪切波的主频一般在40～80Hz之间，周期大约在12.5～25.0ms之间，假设测试深度为50m，50m地层的剪切波平均速度大于250m/s，由t=50(m)/250(m/s)=0.2s，可以知道剪切波从震源到孔底的传播时

7、间不超过0.2s，0.2s/1024≈195μs，则采样间隔可以选取200～250μs，采样时间长度为0.205s～0.256s，相当于10～20个剪切波的周期，这样的采样间隔，既可以完整地接收到剪切波，又不至于波形太“紧”或太“散”，波速计算也有相对较高的精度。2）激振板的放置激振板的作用是通过锤击，产生有效的、足够能量的振动，经过土层传递至三分量检波器，使仪器接收到高信噪比的剪切波。激振板的尺寸和材质相对并不重要，关键是要能激发出能量较大的剪切波。使用木板作激震板时，要注意将孔口清平，激震板放在距孔口1~3m

8、的地表，钻孔通过激振板的中垂线，上压钻机或汽车前轮，用铁锤敲击其两端产生剪切波。木板较长，在市区测试时不易携带，且使用过程中，板头容易被敲坏，影响测试工作的效果和效率。笔者将长1.2m左右、腹板高度22cm的工字钢两端焊上钉齿做为激震板，测试时只需将钉齿砸入孔口附近的地表土中，板端垫上2~5cm厚的木板，人站在激振板上左右敲击即可，垫木板的作用是使激发出来的波频率相对较低