瑞雷波法地基檢測(cè)原理與工程實(shí)例

瑞雷波法地基檢測(cè)原理與工程實(shí)例PRESENTED

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RAINZHANGCONTENTS01020304地震波成分瑞雷波勘測(cè)原理工程實(shí)例小結(jié)瑞雷波法地基檢測(cè)1地震波成分分析體波BodyWaveP波（Primary）S波（Secondary）

面波

surfacewave瑞雷波（Rayleigh/GroundRoll）拉夫面波(Love)縱波：振動(dòng)方向與傳播方向一致或平行的一種波；橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直；體波：在沒有邊界的均勻無限介質(zhì)中，只能有P波和S波存在，它們可以在三維空間中向任何方向傳播

它們?cè)诘厍蚪橘|(zhì)內(nèi)獨(dú)立傳播，遇到界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射和透射面波：當(dāng)介質(zhì)中存在分界面時(shí)，在一定的條件下體波（P波或S波，或二者兼有）會(huì)形成相長干涉并疊加衍生出一類頻率較低、高幅度的次生波。這類地震波與界面有關(guān)，且主要沿著介質(zhì)的分界面?zhèn)鞑?，其能量隨著與界面距離的增加迅速衰減，因而被稱為面波。在巖土工程中，分界面常指巖土介質(zhì)各層之間的界面，地表面是一層較為特殊的分界面，其上的介質(zhì)為空氣（密度很小的流體），有時(shí)又把它稱為自由表面，把自由表面上形成的面波稱作表面波地震波從各類波在介質(zhì)中傳播的速度來看，在離震源較遠(yuǎn)的觀測(cè)點(diǎn)處應(yīng)該接收到一地震波列，其到達(dá)的先后次序是P波，S波，拉夫面波和瑞雷面波地震波2瑞雷波勘探原理面波頻譜分析方法（SASW）分析面波的頻散曲線建立近地表的面波速度剖面（面波相速度的測(cè)量）瑞雷波頻散特性:瑞雷波在非均勻介質(zhì)中的相速度VR隨頻率ｆ變化而變化λR=VR/fＨ＝β·λ求取相速度深度曲線VR－Ｈ震源有一定能量、有效波能量強(qiáng)、頻帶較寬、同點(diǎn)擊發(fā)重復(fù)性好類型：炸藥震源、非炸藥震源炸藥震源：頻譜寬、能量強(qiáng)、高頻成分豐富錘擊震源：錘擊置于地面的鋼板，18磅或24磅

地表結(jié)構(gòu)：潮濕密實(shí)地面效果好，干燥松軟地面較差。

優(yōu)點(diǎn)：可多次激發(fā)，重復(fù)性好（鋼板與地面的耦合好）

缺點(diǎn)：頻譜低于炸藥震源，能量有限，不適合深層 H＜50m，錘擊、小炸藥量③高頻震源槍：用震源彈射入淺孔(充水或潮濕的孔)，爆炸激發(fā)地震波。優(yōu)點(diǎn)：定向發(fā)射，利于能量向下傳播；高頻成分豐富，利于高分辯率勘探。④電火花和空氣槍震源：多用于水上勘探穩(wěn)態(tài)激振法優(yōu)點(diǎn)：可以降至2～3Hz的較低頻率，從而達(dá)到較大的勘探深度并且可以從各頻點(diǎn)資料的過程中，總結(jié)出一套地層地質(zhì)解釋的經(jīng)驗(yàn)；缺點(diǎn)：儀器大，施工慢，效率低兩道信號(hào)的互相關(guān)來求取時(shí)間差并計(jì)算平均速度勘探深度越大，掃描頻率越低；精度要求越高，頻點(diǎn)間隔越密。穩(wěn)態(tài)激振法優(yōu)點(diǎn)：可以降至2～3Hz的較低頻率，從而達(dá)到較大的勘探深度并且可以從各頻點(diǎn)資料的過程中，總結(jié)出一套地層地質(zhì)解釋的經(jīng)驗(yàn)；缺點(diǎn)：儀器大，施工慢，效率低兩道信號(hào)的互相關(guān)來求取時(shí)間差并計(jì)算平均速度勘探深度越大，掃描頻率越低；精度要求越高，頻點(diǎn)間隔越密。瞬態(tài)激振法有足夠的相位差：隨著勘探深度的增大，λR增大，f越低，△x的距離也相應(yīng)的增大一次擊發(fā)出各種頻率成分，同時(shí)檢波器也接收到富含各種頻率成分的信號(hào)剩下的工作，即穩(wěn)態(tài)法中靠儀器硬件逐個(gè)頻點(diǎn)的變更及相應(yīng)的運(yùn)算工作，在瞬態(tài)法中，主要靠軟件來完成。

優(yōu)點(diǎn)：儀器輕便，施工快速

目前主要問題是如何激發(fā)出頻率較低的信號(hào)傅里葉變換及一系列的譜分析，求取相位差得到平均速度值

,保證3工程實(shí)例有效檢測(cè)深度和工作頻段在進(jìn)行瑞雷波檢測(cè)前，首先根據(jù)工程需要的檢測(cè)深度確定瑞雷波的工作頻率范圍，進(jìn)而選定震源激發(fā)裝置Ｕｚ／Ｕ０＝１／ｅＵ０：瑞雷波在地表的振幅Ｕｚ:在深度ｚ處瑞雷波的振幅滿足關(guān)系時(shí)所對(duì)應(yīng)的深度ｚ為瑞雷波的穿透深度，檢測(cè)深度有效檢測(cè)深度和工作頻段根據(jù)瑞雷波衰減曲線計(jì)算所得穿透深度Ｈ與波長λR的關(guān)系上限：檢測(cè)深度Ｈ＝15m時(shí)，對(duì)粘土檢測(cè)要求所激發(fā)的瑞雷波中所含最長波成分應(yīng)達(dá)到

λ

R＝19m。場地15m深度以上的工程巖土體的平均相速度按ＶR＝250m/s考慮，工作頻段低頻f=13Hz（ＶR＝λRｆ）下限：H=1m，工作頻段高頻f=197Hz土體煤厚測(cè)試焦作馮營礦井下測(cè)試殘余煤厚的實(shí)測(cè)資料。資料中煤厚2.82m，經(jīng)驗(yàn)證，該處煤厚1.81m，下面有1m厚的含碳量較高的碳質(zhì)泥巖，兩層密度相近，探測(cè)結(jié)果作一層處理了。9.8m和28.38m分別對(duì)應(yīng)兩層灰?guī)r界面。4小結(jié)地震波成分分析工程實(shí)例TEXTHERE瑞雷波勘探原理1234震源頻段選擇反演分析SASW震源選擇穩(wěn)態(tài)激震、瞬態(tài)激震