巖土工程勘察中波速測試技術(shù)的應(yīng)用方法,職稱論文

巖土工程勘察中波速測試技術(shù)的應(yīng)用方法,職稱論文內(nèi)容摘要：在巖土工程勘察中，波速測試技術(shù)應(yīng)用方式便捷，并且能夠有效提升原位地質(zhì)測試結(jié)果準(zhǔn)確性?，F(xiàn)如今，巖土工程建設(shè)規(guī)模不斷擴大，為了具體了解施工場地實際情況，可采用波速測試技術(shù)進(jìn)行勘察分析。對此，文章首先對波速測試技術(shù)原理進(jìn)行介紹，然后對波速測試技術(shù)的應(yīng)用方式方法進(jìn)行分析，并以某巖土工程為研究對象，對波速測試技術(shù)的應(yīng)用重點進(jìn)行具體探究。本文關(guān)鍵詞語：巖土工程勘察;波速測試技術(shù);聲波波速;剪切波;波速測試技術(shù)屬于地震勘探技術(shù)，主要被應(yīng)用于水利工程、鐵路工程、民用建筑等項目勘察中。在波速測試技術(shù)的實際應(yīng)用中，能夠?qū)嚎s波〔P波〕以及剪切波〔S波〕在巖土體中的傳播速度進(jìn)行測定分析。在獲得測試結(jié)果后，即可對巖土工程場地土體類型、承載力以及巖土體質(zhì)量等進(jìn)行評估，同時還有利于對工程動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行計算，為巖土工程項目施工提供可靠根據(jù)。因而，對波速測試技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用方式進(jìn)行深切進(jìn)入研究非常重要。1波速測試技術(shù)原理在波速測試技術(shù)的實際應(yīng)用中，通過對波速進(jìn)行測試分析，即可確定巖土工程地基土的物理學(xué)參數(shù)、工程指標(biāo)等，是一種先進(jìn)的巖土工程勘察技術(shù)。對于波速測試技術(shù)，可分為剪切波測試、壓縮波測試、瑞利波測試，根據(jù)測試結(jié)果對施工場地類型進(jìn)行合理劃分，同時還能夠為巖土工程基礎(chǔ)構(gòu)造設(shè)計提供參考，包括抗剪、抗壓、抗扭剛度等。另外，通過將波速測試技術(shù)應(yīng)用于巖土工程勘察中，還能夠獲得與地震反映分析相關(guān)的地基土動力參數(shù)，據(jù)此對地基土液化可能性進(jìn)行評估分析，保證施工場地類型劃分的科學(xué)性和合理性。在波速測試技術(shù)的實際應(yīng)用中，當(dāng)固體介質(zhì)遭到外力沖擊作用后，在應(yīng)力作用的影響下可造成介質(zhì)產(chǎn)生應(yīng)變，當(dāng)介質(zhì)所遭到的應(yīng)力消失后，則應(yīng)變和應(yīng)力無法保持平衡，在介質(zhì)中，應(yīng)變表現(xiàn)為彈性波形式。彈性波的成分比擬復(fù)雜，主要可分為面波以及體波，華而不實，面波可在地層構(gòu)造外表傳播。不同波在介質(zhì)中的傳播形式和傳播速度有一定差異，因而，通過對不用巖土層中波的傳播速度進(jìn)行測試分析，即可判定巖土體工程性質(zhì)，進(jìn)而為巖土工程設(shè)計提供可靠根據(jù)。2巖土工程勘察中波速測試技術(shù)的應(yīng)用方式方法2.1鉆孔法(1〕單孔法。在巖土工程波速測試中，單孔法的應(yīng)用方式如此圖1所示，主要步驟包括地面激振以及孔中接收。在對剪切波速進(jìn)行測試時，通過安裝激發(fā)器，可產(chǎn)生SH波和SV波，對于接收器，可選用三分量檢波器。單孔法的操作方式便捷，并且測試結(jié)果準(zhǔn)確性比擬高，應(yīng)用成本低。圖1單孔檢測法示意圖(2〕跨孔法。在巖土工程波速測試中，在跨孔法的實際應(yīng)用中，需設(shè)置3個孔，3個孔呈直線排列方式，在1孔中放置振源激發(fā)器，另外2孔可接收剪切波，如此圖2，通過對波的傳播距離及傳播時間進(jìn)行分析，即可對剪切波速進(jìn)行計算分析?？缈追ㄖ饕粦?yīng)用于地面平坦、土層分布均勻的場地中，測試深度大，能軟弱夾層的剪切波進(jìn)行測定分析?？缈追ǖ膽?yīng)用方式比擬復(fù)雜，并且對于場地地質(zhì)條件的要求較高，應(yīng)用成本比擬高。圖2跨孔發(fā)示意圖2.2外表波測試法在外表波測試法的應(yīng)用中，可對瑞雷波進(jìn)行測試分析，因而又被稱為瑞雷波測試技術(shù)。在跨孔法的實際應(yīng)用中，無需進(jìn)行鉆孔即可對層狀介質(zhì)彈性波速進(jìn)行測試，測試經(jīng)過快速便捷，并且具有無損特征。根據(jù)振動激發(fā)方式不同，可將瑞雷波測試技術(shù)分為兩種類型，即瞬態(tài)振動法以及穩(wěn)態(tài)振動法。3波速測試技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用實例3.1工程大概情況在某巖土工程項目建設(shè)中，對施工場地進(jìn)行勘察分析，地層構(gòu)造是由淤泥質(zhì)黏土、強風(fēng)化云母片、粉沙塑料填土以及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土所組成的。在本工程施工前，要求對施工場地進(jìn)行具體勘察，為施工方案設(shè)計提供參考。綜合考慮本工程實際情況以及技術(shù)條件，選用波速測試技術(shù)進(jìn)行巖土工程勘察。3.2測試方式方法在波速測試前，首先需做好完善的準(zhǔn)備工作，整合施工場地，在井口1.5m位置放置激振板，使得木板中垂線與井口中心相重合。為了確保木板能與地面嚴(yán)密貼合，可將重物放置在木板上，能夠提升測試結(jié)果準(zhǔn)確性。在準(zhǔn)備工作完成后，敲擊木板兩側(cè)，即可激發(fā)S波，在經(jīng)太多次敲擊后，即可得到清楚明晰度較高的S波，在確定S波后，還需從垂直方向敲擊鐵板，即可獲得P波。對于檢波器，可放置在孔中，要求適當(dāng)控制放置深度。在彈性波信號的傳遞經(jīng)過中，當(dāng)傳播至地震儀后，地震儀能夠?qū)π盘栠M(jìn)行記錄以及存儲，然后再對信號進(jìn)行分析處理。在波速測試技術(shù)的實際應(yīng)用中，應(yīng)注意下面幾點：〔1〕根據(jù)巖土工程施工場地地質(zhì)條件實際情況合理設(shè)置測量點，并對測量點設(shè)置間距進(jìn)行有效控制，對于相鄰測量點間距，應(yīng)控制在1～3m，在實際測量中，需根據(jù)從上而下的順序?！?〕沿縱軸敲擊木板，對S波進(jìn)行測試?！?〕從垂直方向敲擊鐵板，對P波進(jìn)行測試?！?〕為了保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，可對部分測點進(jìn)行屢次測量。3.3工程場地類型、地層類型、卓越周期在對巖土工程施工場地類別分析時，可參考抗震設(shè)計規(guī)范。首先對施工場地進(jìn)行鉆孔施工，然后對孔S波波速進(jìn)行測試，S波波速分別為205m/s、206m/s，另外，覆蓋層厚度分別為28m和29m。通過對上述測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，該巖土工程施工場地類別為2類，主要地層構(gòu)造主要為中軟土。3.4工程動力參數(shù)計算在巖土工程勘察中，在獲得S波以及P波的彈性波速后，可根據(jù)下面公式對巖土工程動力參數(shù)進(jìn)行計算：式中：u為泊松比；Vp為壓縮波速度，m/s;VS為剪切波速度，m/s。在本工程勘察中，要求對抗震性能進(jìn)行準(zhǔn)確計算分析，對此，可應(yīng)用波速法測定地層彈性參數(shù)。在實際測量中，剪切波的平均速度為348m/s，二維剪切波波速模型如此圖3所示。圖3二維剪切波波速模型3.5巖土承載力值估算對巖土構(gòu)造承載力水平，可采用剪切波速法進(jìn)行測試，回首分析以往的施工經(jīng)歷體驗，巖土構(gòu)造承載力水平與剪切波速值之間為一定比例關(guān)系：〔1〕假如土層為淤泥巖土，則承載值在6.9～9.6t/m2，剪切波速值在70～80m/s；假如土層是由松懈砂以及粉土所組成的，則承載值在9.1～12.3t/m2，剪切波速值在141～148m/s；假如土層是由軟塑粉質(zhì)粘土所組成的，則承載值在15～16t/m2，剪切波速值在210～220m/s；假如土層是由硬塑粉質(zhì)粘土所組成的，則承載值在25～28t/m2，剪切波速值在310～350m/s；假如土層是由硬塑粉質(zhì)粘土以及中密中粗砂所組成的，則承載值在258～278t/m2，剪切波速值在20～22m/s；假如土層是由密實中粗粒砂石所組成的，則承載值在25～28t/m2，剪切波速值在410～440m/s；另外，強風(fēng)化巖的承載值在40t/m2以上，而剪切波速值在500m/s以上。由此可見，假如巖土體中的砂礫的粒徑和硬度比擬大，則承載能力和剪切波速也比擬大；而假如巖土體中含有砂礫的粒徑和硬度比擬小，則承載力和剪切波也比擬小。巖土層構(gòu)造承載能力會直接影響巖土施工安全，因而，在巖土工程勘察中，必須對巖層構(gòu)造承載力進(jìn)行準(zhǔn)確計算，根據(jù)承載力采取有效的安全防護措施，保證施工安全。3.6砂性土中的地震液化勢判別在對砂性土中地震液化勢進(jìn)行分析時要求確定地震基本烈度，因而，可對施工場地范圍內(nèi)深度15m以內(nèi)巖土的地震液化勢進(jìn)行判定分析。在進(jìn)行剪切波速值計算時，假如計算結(jié)果小于實際測量值，則砂性土層不液化。通常情況下，在實際施工中，在孔深5～9m范圍內(nèi)，土質(zhì)主要為粉砂，剪切波速臨界值在116～142m/s之間，在本工程勘察中，剪切波實際測量結(jié)果在171～177m/s之間。因而，在該勘察范圍內(nèi)，砂性土存在部分液化。通過上述分析可見，在巖土工程勘察中，在施工場地深度14m范圍內(nèi)，假如剪切波速值測試結(jié)果低于臨界值，則為部分液化土層，假如粉土層的剪切波測量結(jié)果超過臨界值，則粉土層不液化。4結(jié)束語文章主要結(jié)合實例，對波速測試技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用方式進(jìn)行了具體探究，得出下面結(jié)論：(1〕在巖土工程勘察中，剪切波速是重要的指標(biāo)。(2〕波速檢測技術(shù)的應(yīng)用方式便捷，可分為外表波法、單孔法以及跨孔法三種，在實際勘察中，可根據(jù)工程項目實際情況選擇適宜的測試方式。(3〕波速測試技術(shù)的應(yīng)用方式簡單，能夠獲取準(zhǔn)確、完善的地質(zhì)測試數(shù)據(jù)，進(jìn)而為巖土工程設(shè)計提供可靠根據(jù)，同時還可指導(dǎo)后續(xù)施工