岩土工程原位测试技术第章　波速试验

岩土工程原位测试技术第5章波速试验1第5章内容5.1试验设备和方法5.2基本测试原理5.3试验成果的整理分析5.4试验成果的应用讨论25.1试验设备和方法一、试验设备试验设备一般包含激振系统、信号接收系统（传感器）和信号处理系统。测试方法不同，使用的仪器设备也各不相同。二、测试方法由于土中的纵波速度受到含水量的影响，不能真实地反映土的动力特性，故通常测试土中的剪切波速，测试的方法有单孔法（检层法）、跨孔法以及面波法（瑞利波法）等。31.单孔法单孔法是在一个钻孔中分土层进行检测，故又称检层法，因为只需一个钻孔，方法简便，在实测中用得较多，但精度低于跨孔法。单孔法的现场测试情况如图5-1所示。4对准备工作的要求：（1）钻孔时应注意保持井孔垂直，并宜用泥浆护壁或下套管，套管壁与孔壁应紧密接触；（2）当剪切波振源采用锤击上压重物的木板时，木板的长向中垂线应对准测试孔中心，孔口与木板的距离宜为1~3m；板上所压重物宜大于400kg；木板与地面应紧密接触；（3）当压缩波振源采用锤击金属板时，金属板距孔口的距离宜为1~3m；（4）应检查三分量检波器各道的一致性和绝缘性。测试工作要求：（1）测试时，应根据工程情况及地质分层，每隔1~3m布置一个测点，并宜自下而上按预定深度进行测试；（2）剪切波测试时，传感器应设置在测试孔内预定深度处并予以固定；沿木板纵轴方向分别打击其两端，可记录极性相反的两组剪切波波形；5（3）压缩波测试时，可锤击金属板，当激振能量不足时，可采用落锤或爆炸产生压缩波。测试工作结束后，应选择部分测点作重复观测，其数量不应少于测点总数的10%。2.跨孔法跨孔法有双孔和三孔等距方法，以三孔等距法用得较多。跨孔法测试精度高，可以达到较深的测试深度，因而应用也比较普遍，但该法成本高，操作也比较复杂。三孔法是在测试场地上钻三个具有一定间隔的测试孔，选择其中的一个孔为振源孔，另外两个相邻的钻孔内放置接收检波器，如图5-2。67跨孔法的测试场地宜平坦，测试孔宜布置在一条直线上。测试孔的间距在土层中宜取2~5m，在岩层中宜取8~15m；测试时，应根据工程情况及地质分层，沿深度方向每隔1~2m布置一个测点。钻孔时应注意保持井孔垂直，并宜用泥浆护壁或下套管，套管壁与孔壁应紧密接触。测试时，振源与接收孔内的传感器应设置在同一水平面。现场测试方法：（1）当振源采用剪切波锤时，宜采用一次成孔法；（2）当振源采用标准贯入试验装置时，宜采用分段测试法。当测试深度大于15m时，必须对所有测试孔进行倾斜度及倾斜方位的测试；测点间距不应大于1m。当采用一次成孔法测试时，测试工作结束后，应选择部分测点作重复观测，其数量不应少于测点总数的10%；也可采用振源孔和接收孔互换的方法进行复测。89103.面波法瑞利波是在介质表面传播的波，其能量从介质表面以指数规律沿深度衰减，大部份在一个波长的厚度内通过，因此在地表测得的面波波速反映了该深度范围内土的性质，而用不同的测试频率就可以获得不同深度土层的动参数。面波法有两类测试方式，一是从频率域特性出发，通过变化激振频率进行量测称为稳态法；另一种从时间域特性出发，瞬态激发采集宽频面波，这种方法操作容易，但是资料处理复杂。本章仅介绍稳态法。稳态法是利用稳态振源在地表施加一个频率为f的强迫振动，其能量以地震波的形式向周围扩散，这样在振源的周围将产生一个随时间变化的正弦波振动。通过设置在地面上的两个检波器A和B检出输入波的波峰之间的时间差，便可算出瑞利波速度VR。11测试嘉设备坟由激翁振系挡统和伶拾振既系统验组成梨。激振义系统残一般黄多采秆用电灯磁式絮激振象器。懂系统赏工作狠时由妹信号晒发生棉器输广出一袋定频董率的趋电信幅号，详经功类率放寺大器粮放大忙后输称入电啊磁激踪蝶振器久线圈副，使日其产凤生一才定频搜率的姑振动四。拾振满系统肤由检乏波器安、放肝大器免、双嚷线示请波仪意及计淋算机悼四部嫂份组协成。铸检波嘉器接恶收振饿动信瓜号，废经放诉大器雪放大葛，由捡双线肺示波本仪显赠示并紫被记围录。德整个伙过程觉由计耻算机肯操作诸控制彼。面波坟法不事需要僵钻孔钓，不扬破坏缘瑞地表吓结构跪物，蛋成本誓低而何效率锣高，尺是一模种很亩有前闲途的江测试金方法嗓。测试捧工作足可按昌下述危方法吴进行沙：（1卫）激势振设趁备宜喊采用铸机械嚷式或料电磁瞒式激造振器倾；（2抓）在趋振源碎的同晃一侧荐放置请两台嗽间距速为

l的竖告向传搞感器映，接夜收由登振源垂产生您的瑞偏利波佳信号眯；12（3贝）改标变激灿振频楚率，辆测试黎不同诸深度我处土痒层的精瑞利藏波波搜速；（4饰）电非磁式该激振熊设备摧可采洒用单诸一正狸弦波好信号殿或合技成正兔弦波懒信号始。因为如瑞利识波在搅半无姜限空字间中盒是在悬一个俘波长跃范围烫内传屋播的此。低局频激累振时抢，波吴长变绸长，瓣可测私出深算层瑞陪利波蛋速度著。由销低向港高逐疾渐改辱变激禁振频殊率，惨波长竞由长佩变短他，探边测深鹿度由亦深变妖浅，以从而听得出泼不同笨深度吨的弹虾性常素数。测试帝过程孩中要干注意竞如下逃几点稳：（1叶）A符、B桌检波鼻器的涌距离绢一定临要小鸭于1枪个波欠长的振距离画。这们是因婚为，捉如果狸设置俗的距挠离过维大，员就可朝能会距出现袭相位航差的呢误判佩。但死检波仙器间士的间集距又用不应粪太小击，否涉则会挺影响湿相位炎差的银计算隔精度吩；（2厉）为牌提高驻确定曲相位珠差的啄精度漂，应坚尽量抹选取顾小的瓶采样团间隔爱；（3酸）为喷保证唐波峰区的可销靠对臂比和常压制绑干扰怠波，监需要掌时可捷将正浮弦激乞振波惩加以待调制昂；13（4哗）根男据实冤际情铁况调慈整频静率变剧化速糊率（乎步长耳），珍一般誉仪器财中都款设置覆了频赢率自室动降肃低设淘备，傍可以祸任意尖选择遣，但程步长候太小更，作帝业时准间长旁；步捆长太描大，改又会惨影响祝观测查精度者。145.2器基附本测掩试原池理弹性爬波速馅法以桌弹性讽理论偿为依风据，狸通过而对岩央土体逆中弹蚀性波钩（速拘度、脸振幅蓝、频向率等割）的房诚测量乐，提贱出岩晶土体馒的动混力参曲数并茎评价躺岩土毁体的座工程镰性质言。一般沟而言叶，介强质的蒙质量蔽密度倒越高威、结论构越虑均匀萍、弹见性模译量越威大，剧则弹丧性波宿在该塌介质文中的虹传播俘速度刚也越样高，留同时夺我们践又知刃道该龄介质收的力膏学特沫性也韵越好或。故把弹性诉波的绣传播换速度娘在通去常的臂情况奏下能酿反映秀材料昏的力隆学和释工程柿性质辆。根据长弹性镜理论汇，当拾介质持受到败动荷四载的待作用捉时将券引起假介质真的动防应变碰，并往以纵理波、泪横波愉和面赏波等登形式也从振饿源向对外传棒播。毅当动昌应力蜻不超粮过介土质的截弹性汗界限瞎时所葛产生坊的波易称为粱弹性泼波。播岩土详体在暮一定克条件映下可怠视为统弹性闷体，狠依据矩牛顿厦定律俯可导哀出弹娇性波沟在无夏限均探质体纽奉中的泄运动蒙方程者。相趴应的只波速政为：15（5勤-1协）（5杂-2共）引入纸拉梅罚常数

、M，（5吩-3矿）（5淹-4刮）（5貌-1薪）和庭（5橡-2妖）可秆以写缺为下愈列简手洁的沾形式屿：（5怨-5尚）（5伤-6疫）16如果拖测试铁出了吐岩土高体中效的弹绕性波版波速飞，可授以由炒上列生公式虫推出楚岩土岩体的船动弹浓性模汪量Ed、动端剪切硬模量Gd和动已泊桑舱比

如下莲：kP荣a劝（路5-爹7）kP洒a义（5混-8辩）（5奔-9冠）式中m——疏波速懒比，m=vP/vs。175.3菠试妙验成励果的悟整理代分析1.域单绳孔法确定否压缩滑波或券剪切织波从苏振源著到达愁测点康的时洒间时迅，应丑符合宾下列茅规定屿：（1罢）确赵定压孤缩波愉的时拘间，刚应采振用竖换向传擦感器差记录肢的波汽形；（2住）确赶定剪谱切波庭的时去间，步应采撑用水朴平传贴感器陶记录搞的波着形。节由于煌三分境量检既波器诵中有赔两个贝水平地检波煎器，把可得粪到两套张水幕平分纳量记叔录，侄应选铺最佳捞接收活的记己录进俘行整鄙理。压缩猛波或鸭剪切水波从属振源饮到达胖测点原的时讯间，毁应按室下列商公式鸣进行耕斜距浇校正哥：T=KTL（5促-1没0）（5今-1既1）18时距改曲线负图的柜绘制丝式，应敬以深粘度H为纵乖坐标吃，时栋间T为横堤坐标护。波洒速层份的划冬分，缸应结披合地羽质情帝况，饲按时执距曲目线上肥具有液不同红斜率瘦的折各线段爽确定黑。每宅一波宴速层晕的压英缩波币波速夹或剪制切波好波速毯，应污按下迟式计涝算：（5肠-1阵2）2.汗跨筒孔法确定珍压缩冻波或担剪切邪波从歪振源煌到达滔测点绑的时谣间时离，应跑符合斯下列幕规定却：（1祥）确辟定压涉缩波筝的时群间，卧应采冲用竖咽向传德感器斜记录罢的波袄形；（2原）确眉定剪查切波叹的时激间，羞应采桶用水悼平传易感器缸记录芦的波抹形。由振千源到锋达每民个测蕉点的堪距离阀，应斤按测辅斜数晓据进扬行计阵算。弃每个案测试努深度好的压盒缩波防波速雕及剪刚切波址波速钱，应登按下棋列公捞式计孔算1920（5炮-1它3）（5鱼-1涉4）

S=S2-S1（5爹-1限5）3.治面妖波法瑞利键波波京速应叶按下浅式计聚算：（5唱-1凑6）地基匪的动偶剪变效模量渐和动私弹性悟模量欠，应燃按下狮列公齐式计生算：（5乳-1街7）（5废-1插8）21（5云-1容9）（5伸-2吉0）225.4窝试营验成古果的蠢工程并应用根据命岩土眨体中零的弹钳性波窗波速慕，可淘以判绑定场劝地土方的物宋理力班学性忧质和印地基框承载垦力，纲评价伯场地济土的右液化疼可能战性，傻计算允场地句土的贴卓越陶周期梅，检叙测地窗基处擦理的亲效果幸。23讨闹论1．胀理解智动力意触探问试验衔的工孙作机毛理。2．妙何为师有效渠锤击歼能量芽？3．扣动力沾触探远有那滨几种澡类型责？各妄适用纺于什恼么样酿的土盘层？璃标贯喇适用贱于