隧道工程-金凤立交及道路声波速度测试成果报告

一、前言重庆市市政设计研究院于2018年8月到10月对金凤隧道工程（金凤立交及道路）中的部分钻孔进行波速测试。其目的是实测设计钻孔位置处岩层的声波速度及土层的剪切波速度，以确定其基岩完整性，以及评价场地土类型和场地类别，为地质勘察及建筑抗震设计提供动力学参数。本次完成波速测试孔11个。声波测试时，对钻孔内进行了注水，以保证井下换能器有良好的耦合介质，且逐一对仪器的采集参数进行调节，使得计算机的工作平台上有较好的测试波形,以取得较好的检测数据。本次工作依据规范如下：GB50021-2001《岩土工程勘察规范》2009版GB50011-2010《建筑抗震设计规范》GB/T50266-99《工程岩体试验方法标准》二、工作量波速测试完成工作量一览表编号孔号剪切波（m）声波（m）合计1XK6-198.96.615.502XK7-344.611.215.803XK7-536.39.615.904XK7-992.029.431.405XK7-1204.226.530.706XK8-363.727.130.807XK8-568.123.531.68XK8-645.525.230.79XK8-705.225.330.510XK8-818.422.430.811XK8-928.622.230.8合计65.5229.0294.5三、地质情况及其工作原理一、地质情况该工作场地上覆为粉质粘土、素填土，其下伏基岩为泥岩、砂岩、页岩。二、声波测试声波测井是研究声波（弹性纵波速度）在介质中传播，用仪器接收声波通过介质之走时，从而得到介质的声波速度等动力参数，以此来了解介质动力学特性的测井方法。由于声波通过不同动力学参数的介质时，一部分能量将透过界面滑行，这种滑行波的传播特性与完整性直接相关。声波在岩体中传播速度由下式计算：Vp=（L/T）×106式中：L：两个接收传感器之间的距离(m);T：两个接收传感器接收到的信号之间时差(us)。岩体的完整性系数Kv由下式计算：Kv=（Vpm/Vpr）2式中：Vpm：岩体弹性纵波速度(m/s)；Vpr：岩块弹性纵波速度(m/s)。岩体完整性分类如下表：完整程度完整较完整较破碎破碎极破碎完整性系数>0.750.75-0.550.55-0.350.35-0.15<0.15三、剪切波测试剪切波测试是研究剪切波（横波）在介质中传播，用仪器接收剪切波通过介质后之走时等参数，以此来了解介质动力学特征，从而为建筑抗震设计提供动力学参数的测试方法。剪切波在介质中传播速度Vs由下式计算：当测点深度小于10米时，按下式计算：Vs=d/t式中：d——剪切波传输距离（m）；t——剪切波传输的时间（s）；Vs——剪切波波速（m/s）。第二层土层中测点接收到剪切波的时间为t，在第一层土中波速为Vs1，传输距离为d1，传输时间t1=d1/Vs1，所以，在第二土层中传输时间为t2=t-t1，因此，在第二土层的测点波速Vs2=d2/t2，土层的等效剪切波速vse由下式求解：式中vse——土层的等效剪切波速(m/s)；d0——计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m二者中的较小值；t——剪切波在地面至计算深度之间传播时间；di——计算深度范围内第i土层的厚度(m)；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。四、工作使用仪器本次波速测试采用WSD-2A数字声波仪（配40kHz一发双收换能器，100kHz夹心换能器）。剪切波波速测试采用RSM—24FD浮点工程仪(配井中三分量传感器)。四、资料的分析与处理将声波仪读回的时差△t，通过计算机编程算出各个地层中各段的速度，结合钻孔资料加以修正，得出速度测井曲线，计算出每个速度段的平均速度，分析速度曲线，并结合钻孔资料，对各钻孔下的各地质层进行解释。五、测试结论一、纵波测试A、本次测井场地钻孔测试范围岩性主要涉及泥岩、砂岩和页岩。B、根据完整性测试成果表，该场地钻孔深度范围中风化岩体完整系数为0.45-0.71，各钻孔岩体完整性系数见声波速度测试成果表。纵波速度测试成果表孔号测试范围岩性Vp速度范围(m/s)Vp平均速度（m/s)岩块声波速度(m/s)岩体完整性系数岩体风化程度XK6-198.90-10.20泥岩1680-19401850强风化10.20-15.50泥岩1885-2810214230000.51中风化XK7-344.60-6.90页岩1790-23112234强风化6.90-15.80页岩2430-3182252730000.71中风化XK7-536.30-8.70泥岩1520-22001822强风化8.70-15.90泥岩2054-3011245530000.67中风化XK7-992.00-9.30砂岩1817-22262081强风化9.30-28.50砂岩2469-3033274133000.69中风化28.50-31.40砂岩2670-3540315638000.69中风化XK7-1204.20-6.80砂岩2032-23902299强风化6.80-14.00砂岩2800-3212322438000.72中风化14.00-30.70泥岩2085-3004265832000.69中风化XK8-363.70-5.00泥岩1790-25112212强风化5.00-13.00泥岩2267-3000250032000.61中风化13.00-30.80砂岩2778-3175295035000.71中风化XK8-568.10-10.60砂岩2032-23902299强风化10.60-23.00砂岩2778-3175295035000.71中风化23.00-31.60泥岩2402-3377256032000.64中风化XK8-645.50-7.60砂岩1866-22112022强风化7.60-10.30砂岩2670-3540290735000.69中风化10.30-30.70泥岩2367-3071254032000.63中风化XK8-705.20-7.10泥岩1790-23112212强风化7.10-18.50泥岩2030-3100230732000.52中风化18.50-30.50泥岩2085-3004265832000.69中风化XK8-818.40-10.70泥岩1832-22901999强风化10.70-18.00泥岩2031-3333214632000.45中风化18.00-30.80泥岩2370-3080263832000.68中风化XK8-928.60-13.00泥岩1790-23112012强风化13.00-30.80泥岩2267-2900265832000.69中风化二、剪切波测试测试钻孔处场地土层等效剪切波速度为161-176m/s，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），本场地的覆盖层为中软土场地，建筑场地类别为Ⅱ类，各钻孔剪切波见剪切波速度测试成果表。剪切波速度测试成果表孔号测试范围岩性Vs平均速度(m/s)Vse等效剪切波速(m/s)XK6-190.0-8.9粉质粘土176176XK7-340.0-4.6粉质粘土175175XK7-530.0-6.3粉质粘土176176XK7-990.0-2粉质粘土17