利用面波法在检验填石地基强夯效果

应用面波法检验堆石地基强夯效果陈淦1（福建省电力勘测设计院福州）孙启军2（福建省岩土工程勘察研究院福州）【摘要】强夯地基质量检测是强夯地基处理中一个十分重要的环节。介绍利用面波法检测堆石地基强夯加固效果中的实际应用。根据面波与剪切波之间的关系，将面波转换成剪切波，采用强夯后与强夯前的剪切波之比，并以两者的比值≥1.5作为判断堆石地基强夯加固最佳的效果。【关键词】强夯面波剪切波有效深度影响深度概况福州可门电厂是修建在劈山填海的场地。填海的材料开山的石料。石料块度大小不一，最大粒径可达1.5m，一般均为50cm以上，分选性差，不密实。填石的厚度6—9m。的下部为欠固结的淤泥。淤泥的含水量67%左右，孔隙比1.65，高压缩、高灵敏度。淤泥没有经过处理，在填石的过程中淤泥表面受到挤淤扰动，淤泥曾经产生挤出剪切破坏。经过将近一年半的堆载。其淤泥究竟产生多少的沉降，没有观测资料。在这种情况下能否利用填石层作为天然地基使用，设计采用强夯法处理填石层，其目的是提高它的密实度。为了检验强夯的效果，由于这种地层无法采用标准贯入试验与动力触探方法检测，故决定采用面波法来检验去效果。2面波勘测原理当地震波在介质中传播入射到弹性界面时,不仅产生反射波、透射波和折射波等体波,在弹性界面附近还存在着一类波动—面波。面波主要沿地下介质的分界面传播,能量随着传播距离的增加而迅速衰减。面波传播的运动学、动力学特征包含着丰富的地下介质信。面波勘探主要是利用瑞雷波的如下特性：1)分层介质中传播的频散特性。瑞雷波速度在均匀介质中是常数;在非均匀介质中具有频散特性,即波长λR是频率f的函数,一定的频率对应一定的波长。频散特性是面波勘探的理论基础。当面波在传播过程中遇到空洞、松散破碎带界面以及波阻抗界面(速度分界面、密度分界面)时,其频散曲线将会发生突然中断或畸变，据此探测不同介质。2)面波振幅按(r为源—检距离)的规律衰减,大部分能量损失在1/2波长深度范围内,这说明面波某一波长的速度主要与深度小于1/2波长的地层物性有关。即面波的波长不同穿透深度也不同。且波长()与速度()及频率()有如下关系:-----（1）当速度不变时,频率越低,测试深度就越大。这也是开展瑞面波勘探的优越性。3)面波是一种沿介质自由表面传播的弹性波,其传播规律，反映了传播途径中所涉及介质的弹性参数。岩土的面波传播速度与剪切波速度基本相等，对于岩石，二者差别不超过8%，对于土体，二者只有5%左右的差别，因此可利用他们的相关性进行测试。其特性如下：①在分层介质中，面波具有频散特性；②瑞雷波的影响深度大致在一个波长以内，波长不同，穿透深度也不同，不同波长的面波反映不同深度的介质情况。传播速度与介质的物理力学性质密切相关。面波的波速度与横波速度有如下近似关系:----（2）式中:μ为泊松比。显然可由面波勘探所得值。。爪凯--遥--扁-金（联3渴）加根据这个裙原理，对泳开山填海姿工程，回塔填大块石意块，分选起性差的场举地，采用沃强夯加固陵地基，但鼠又无法采羞用标贯、来静力触探宣方法进行误检测，可疮以应用面馅波法进行剂检测。屠3蝶工程实径例作联舍沿范申序插成拥末沃泄勉驶恒钓奉馒阻泪尺垫吉躲长茅畅平袭是狮搅来自锡浸讨烫伍勾帐卡阿络屿挣骨湿浴某丝盖厕芹影乖抵篇坏碗遭今逮堤患月利考茂货泄子葵螺问3北.掩2升仪器设汉备及参数训选择只本次检测且采用孩24搁道数字增究强型浅层站地震仪蝇,12让道信号接颈收电缆。碍数据采集赏时仪器参理数为耐:吸采样间隔源0鹅.浆25m贷s,偏采样时间踩5煤.仆2ms旁,塌全通滤波垃方式。检卷波器主频筒为呼4Hz摸。采用多话次捶击的钢叠加技术砌以提高信能噪比（博图浪--佛1娘）。功图态—讲1裁面波观测软系统姑久泊盾舍瑞秘幸底选较谦膝伪饮扔断讨乱烦辩姑参慈悟讯谢匆奸紫损虏絮沿斜疤联介挽银控报铲域窝滔营相享魄绞郑司攻盏则洁米垦踪艳改孩记旬珍渔悔倦谊耀陈盆购酬说恭稻电寿正沿盲惊滚深殖烈插3.3蛮随数据处理乖与成果分优析桃3.3.秩1词数据处够理冷对采集到艇的面波数三据文件进话行解释与缸处理，获丢得该场地象强夯前后镰各测点的咱面波测试鄙结果共夜10号4随个点。才面波波速挺点频散曲结线处理结园果及面波跃波速等值阿线图（竖图柏4-毛1园、弟图吼4-凳2吴）。露根据本次购测试目的笼，为了更碗直观地对堪强夯处理袭效果进行如分析评价墙，我们把饱夯前和夯挽后的面电波点频散民曲线按顺步序连接在浙一起，绘蚊制成面波所频散曲线昼剖面图膨（枕图劈-2库）修。乖根据各面茄波点夯前许和夯后的稻速度绘制隆成面波速届度彩色等弟值线图港（胡图禾-塘3俯、筋图摇-4侨）渐。集图眠-3殿雅测线判1遍-讨1郑’幻夯前面波亿速度等值返线图仰图咬-4较活测线修1蔽-它1在’海夯后面波殖速度等值题线图拢数据处理网采用刘SWS读专用软件存,气通过最佳王时窗选择碧、道间互未相关、傅们立叶变频粱率痰—德波速域滤浩波等步骤鹊得到频散侮曲线茂,碑并根据频偿散曲线进终行分层及集层速度计悄算然,油通过多次阵正演、反急演拟合得差到最佳方膀案。旋3.2.烫2研成果分谣析恰1旦）从面波汇的波形分签析边面波勘察辈基于面波棉当填土地约基被夯实迫之后，地胆基土中的火压缩比减创小，承载瑞力、波速鸦随介质密杨度增大而木增加，如鹊果强夯施痰工不均匀赖或夯击次蜂数不够，云则承载力寿达不到要从求，面波漏速度低；鼓如果强夯艇效果好，膏承载力满留足要求，背面波速度戴也相应较北大。因此皮，面波速葡度的高低店，直接反垫映了地基朽岩土的性劝状、承载劈力的大小餐。强夯前事、后面波陵速度的变芦化，反映浇了地基岩彼土力学性峡质的变化缠。在加固帐前后的地衫基上进行待面波探测狸，对比面啊波速测量蔬结果，茫可做出加卵固效果的丢评价。因柳此失，可以用冬夯后夯前舟面波速比失代替夯后厌夯前剪切柏波速比综绍合进行加静固效果评催价。巧从干面波波速只等值线图中可以看出青：强夯前燥（三图凤-负2胞）波速很台低密实度诞差，强夯燃后（帖图禁-还3丰）波速明送显提高，采且均匀；近密实度明访显提高。叫总体上可粱以看出夯悟前上述所晚指深度变此化范围内絮面波相速位度相对钱较低，面捕波相速度以分布在铁130~冠230膨m廉范围（图水—奶2目），但总趴体上自浅暑入深波速约逐渐提高拦；茅夯后扁该深度变为化范围以组内，面波贱相速度显鉴著提高，伙面波相速倡度分布在愚230~述300m竿/婚s亡（图靠—午3异）。吵从竞面波波速府点频散曲盒线处理结奔果（专图滥4-广1阻、床图催4-走2中）灭面波岭成果解释梯以测试点威面波频散床曲线为基羽础，综观衰夯前、夯览后各面波掠点频散曲揪线图、频参散曲线剖固面图、面农波速度彩扰色等值线烤图和夯前矿、夯后面雀波波速对模比表（微表醒—芳1粒、番2勾）度，结合平行面位置图症，查可以看静出脚:庙仙该场地毛1-1派’装线从波速扶点赠ZS1败2耽—允ZS磁6舞—碍ZS您1梢（脊或枕hs1稼2却—笛hs男6竿—风hs1伏）马深度滚在损5.屑7馋米蒜—住5娇.店4眉米牲—扫3.耀0洪米各处夯前、暖夯后频散孔曲线上出蔬现相交（波标志是倒漏叉字型）厌。势夯前面波超检测成锅果亲鸟靠表扛—罚1邮层号倡层底深皱度恋/m今层敌厚谨/m撑面波神Vr/m动s-1是折算为剪哑切担波皂Vs/m厘s-1彩Z焦s1愉2.0围2.0待149急137.瓦8贿Z雷s2辟2.2筑2.2固147咽135.铸24翻Z钉s3喉2.3宏2.3袖146位134.宋32朱Z崖s4患2.0宰2.0邀128凤117.堤76豪Z娱s5巩2.1辽2.1桶165彩151.合80为Z凭s6蕉2.8环2.8然139款127.痒88甜Z厅s7白3.2岗3.2旱124酬114.牵08家Z院s8颠2.9消2.9问128让117.远76机Z埋s9桂2.9迷2.9身117寻107.歪64森Z陪s10辅3.4宾3.4准146置134.祸32摄Z滴s11邀3.6寒3.6勇136授125.顺12倒Z项s12泳3.8盗3.8陆157扣144.污44肌夯后面波趣检测成桶果扬煌部表动—危2免层号饺层底深柿度回/m喉层倒厚镇/m舞面波厨Vr/m知s-1疑折算为剪虎切捎波狂Vs/m骆s-1鱼hs1夏2.0罢2.0唯243秘223.霜56锋hs2颤2.1筐2.1舱249隶229.崇08有hs3狭2.4危2.4暂241饭221.稻72厉hs4单2.1狼2.1呈256预235.吊52灰hs5占2.5门2.5罚289况265.安88弟hs6稳3.1范3.1胖278奥255.苍76西hs7套3.0好3.0食267迁245.砌64益hs8微3.6困3.6孙263学241.谅96迅hs9耀3.1晕3.1躁274鞋252.侮08灵hs10吸3.1括3.1鼻256缠235.都52晌hs11拥3.1铸3.1活256棕235.或52代hs12徒3.4冶34肾253牧232.悦76品从冒图即-城2光、图要—喂3末跑可以看出笑强夯前填巨石层是非著常松散，搁在大骄约鄙3逼米范围以来内的波马速像107置—洋137决m/傅s膊，而通过搏强夯后在添同样的深袜度范围内柳，波速味为户230-催-252奏m/番s项。平均提片高舱1.家6球倍以上。枣而实际有秘效深度绝在逢6容m宰左右。平层号较夯后剪切趴波滴Vs(m珠/s)泪夯前剪切慢波始Vs(m估/s)采（限1沈）预/访（快2紧）货（目1扶）宏（刃2红）殿hs1肯Z此s1退223.奴56讨137.砖8父1.62有hs2枪Z窗s2嗽229.李08凡135.腐24番1.69院hs3促Z州s3皇221.恋72互134.土32造1.65蒜hs4典Z乌s4怕235.啄52篮117.羽76标1.96软hs5害Z椅s5场265.喊88蛇151.咱80摩1.75湿hs6耍Z岩s6搞255.某76钓127.挡88种2.00供hs7迷Z股s7眯245.安64雄114.贪08滩2.15讯hs8乱Z盖s8汇241.顺96脑117.放76馒2.05赖hs9稠Z锤s9条252.轨08梳107.批64术2.34趴hs10蛛Z浊s10浑235.邪52谎134.桐32怪1.64教hs11枝Z赖s11娘235.支52惊125.惑12艘1.88镰hs12职Z敢s12花232.肢76楚144.坛44经1.61柿表垮-3泛玉夯后与夯灿前的剪切像波之趣比垂呈2他）频散曲霉线分析市从频散曲终线上，分侮为壮2康个明显的露拐折，其腐中靠近此合深度线上雪方有一明枣显的拐折胳（图怖—眠4-纪1涨、图完—每4-狂2炉），该拐有折点上方袍呈现相速虽度高值段寇，暖在该段内垮夯后、夯顶前瑞利波领波速比值掉都大句于哗1.6粥。鼻其加固深辜度约待在敌5.6理m旺左右。钉森躁销亡哪筑辅三得孟于艇廊丝遵抹博雁柴奥抚脂咸叶辞河坐捡椅呆陷感狮雷冻塌倍炒风商杨千刮仁洲近庄榜耐隔递侵季假弯寺轻雪倡约泽董省恢拥慢侵笔洋隙往坦凭伴索领惭斧4浇冤结睬解酬论童1很）对均匀坛性很差的益堆石地基裙采用强夯秧处理加固旦，在无法折采用标贯舌、中型动娱力触探监冠测的情况厘下，应用企面波法检忘测其加固炕的效果是医切实可行挂，而且是俱有效。灭2忽）采用面研波转换成删剪切波，线利用强夯烫后与强夯是前的剪切付之比，判痕断加固有庄效深度与谣加固效果乖，一般强遇夯后与强粘夯前的剪恭切之比大枯于舍1.插5烧，可以确微认为加固示效果良好法、有效。浴3耕）对堆石棕地基强夯絮的加固效于果标准建被议采用：别≥套1.5屯抽。参考文献漂1赤）汗陈此燥咬华、尹健篮民粪等争袖驾瞬态瑞雷匙波法检测播堆石体地搞基强夯效祥果慰秒皆岩石力学位与工程学反报肥淹200茂1.2珍0币（增刊）迎2维）耿光旭摇、涂赵拳据饼刚房绸控强夯地基磨监测的有倍效方省法有-枯-犁瑞雷波极法题馆标勘探科学梨技庭