地基動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)試技術(shù)及其在建筑工程中作用.doc

-專業(yè)文檔，值得下載!-專業(yè)文檔，值得珍藏！-地基動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)試技術(shù)及其在建筑工程中作用Testingtechnologyofgroundstill-dynandeffectofconstrnction馮定(福州市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站350003)提要高層建筑和重點(diǎn)工程場(chǎng)地必須進(jìn)行地基動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)試，場(chǎng)地土類(lèi)型及類(lèi)別評(píng)價(jià)，為建筑工程場(chǎng)地提供可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)。Abstract:Inordertoofferareliableparametetforthedesignofgroundwork,therehavetwoitemsofthehigh-riseandtheimportantprojectmustbedone.Thefirstiscaryonagroundstill-dyntest,andtheseeondisjudgeofthetypeandtheregimentationforthesoilofground.關(guān)鍵詞土動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)處理建筑工程。Keyword:Testofgroundstill-dyn；dealwithdata；constructionengineering1引言近年來(lái)，我國(guó)的建設(shè)工程發(fā)展十分迅速，諸如高層建筑、橋梁、港口、機(jī)場(chǎng)等各類(lèi)新型高標(biāo)準(zhǔn)工程項(xiàng)目日益增多，這不僅對(duì)各種工程的基礎(chǔ)地質(zhì)條件提供更高的要求，而且要求提供的各種場(chǎng)地設(shè)計(jì)參數(shù)，并且要數(shù)據(jù)可靠、精度高。特別是在場(chǎng)地土動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)試方面，有更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。土層動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)試技術(shù)數(shù)值的精度、參數(shù)的求取，直接影響工程建設(shè)設(shè)計(jì)，也直接影響建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。下面簡(jiǎn)單介紹地基土動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)試和數(shù)據(jù)處理方法，及其在建筑工程中作用。2測(cè)試方法及技術(shù)土層動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)試技術(shù)分為剪切波速測(cè)試和地脈動(dòng)測(cè)試，這里將主要介紹前者提供的地層波速和動(dòng)剪、動(dòng)彈模。圖1單孔波速測(cè)試裝置示意圖剪切波速測(cè)試技術(shù)（主要在鉆孔中進(jìn)行）又分單孔法和跨孔法。近年來(lái)發(fā)展的瑞雷波測(cè)試技術(shù)也可以在地面上進(jìn)行，但還處于實(shí)驗(yàn)階段。目前我國(guó)常用單孔法。單孔法測(cè)試方法就是把井中三分量檢波器放在孔中自下而上提升檢波器探頭，并在地面距井口約五米放置一塊木板，沿木板縱軸線水平敲擊板端，這樣就有地震波傳到孔中被檢波器所接收，然后通過(guò)電纜線傳回地面控制儀器接收其振動(dòng)信號(hào)。如圖1測(cè)試裝置示意圖。左、右錘擊木板同時(shí)得到正反向記錄波形圖。如（圖2）某工地波速測(cè)試原始記錄圖。（GJY1型地震記錄儀數(shù)據(jù)采集）圖2某工地波形記錄圖圖3水平方向波形記錄圖-專業(yè)文檔，值得下載!-專業(yè)文檔，值得珍藏！-3資料整理與解釋由實(shí)測(cè)波形記錄圖，按左右錘擊分水平方向X、Y，垂直Z軸，分開(kāi)整理同方向，左擊或右擊自下而上的波形記錄圖。這項(xiàng)工作是靠?jī)x器內(nèi)部指令，或由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。如圖3是某工地水平X方向整理后波形記錄圖。根據(jù)波形記錄圖，解釋人員對(duì)波形的初至及相位進(jìn)行初步分析判斷，保證記錄正確完整。根據(jù)水平方向檢波器的正、反向波形記錄，確定剪切波振源到每一測(cè)點(diǎn)初至?xí)r間。目前已可用計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀起初至?xí)r間，按下式計(jì)算波的傳播時(shí)間。22tdHHt式中：t-波的傳播時(shí)間，單位為s。H-測(cè)點(diǎn)深度，單位為m。d-震源中心點(diǎn)至測(cè)試孔水平距離，單位為m。t-由震源到檢測(cè)點(diǎn)的傳播初至?xí)r間，單位為s。以深度H為縱座標(biāo)，以時(shí)間t為橫座標(biāo)，繪制時(shí)距曲線，依時(shí)距曲線不同斜率線段，結(jié)合地層實(shí)際情況計(jì)算地層剪切波速度。如表1表1tHttHHVnnnnS11式中：Vs地層剪切波速，單位為m/s：。H地層厚度，單位為m。t對(duì)應(yīng)H的剪切波速傳播時(shí)間差。上述過(guò)程，可全部把記錄波形數(shù)據(jù)輸人計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪制時(shí)距曲線，自動(dòng)求取地層剪切波速等。完成上述工作后，根據(jù)任務(wù)要求繪制波速測(cè)試工作布置圖，鉆孔波速測(cè)試成果圖（縱座標(biāo)、深度、地層柱狀圖、地層名稱、測(cè)試深度、橫坐標(biāo)、剪切波速、動(dòng)剪切模量、動(dòng)彈性模量等）。4計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀取初至方法人工從打印出來(lái)的記錄波形圖中量取初至，或從屏幕移動(dòng)光標(biāo)讀取初至，往往會(huì)造成不同程度的人為誤差。現(xiàn)在各種數(shù)據(jù)采集儀都可以把采集的數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)，或由計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)采集。根據(jù)工作需要我們開(kāi)發(fā)出一套計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀取初至的方法。并應(yīng)用于實(shí)際操作，大大提高了工作效益和數(shù)據(jù)解釋精度。其判別方法如下：（1）振幅識(shí)別研究表明，在地震道時(shí)間序列中（X1，X2，X3，X1）相鄰采樣值之間符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布規(guī)律。用標(biāo)準(zhǔn)離差來(lái)衡量是否有效信號(hào)：211niikXXXn如果標(biāo)準(zhǔn)離差在定范圍之外，不屬于有效訊號(hào)。在一定范圍之內(nèi)屬于有效訊號(hào)，進(jìn)行下步判別。（2）延續(xù)性識(shí)別有效訊號(hào)有一定的延續(xù)性，因此取有效訊事情脈沖的前四個(gè)采樣值，判斷它們是否同符號(hào)，如果同號(hào)則進(jìn)一步認(rèn)為有效訊號(hào)，否則不是有效訊號(hào)。（3）訊號(hào)的形態(tài)識(shí)別觀察地震連續(xù)記錄訊號(hào)表明，有效訊號(hào)前半峰值往往小于它的第二半峰值。因此取有效訊號(hào)的第個(gè)半周期上連續(xù)四個(gè)采樣值和第二個(gè)半周期的四個(gè)采樣值作比較，如果前者幅值小于后者的幅值則通過(guò)，否則不通過(guò)。-專業(yè)文檔，值得下載!-專業(yè)文檔，值得珍藏！-（4）脈沖預(yù)測(cè)根據(jù)勃郎斯威最小二乘預(yù)測(cè)原理進(jìn)行判斷。就是利用訊號(hào)到達(dá)之前的純?cè)肼暥斡?jì)算出預(yù)測(cè)因子h(t)，對(duì)隨后即將到來(lái)的訊號(hào)進(jìn)行預(yù)測(cè)。如果隨后到來(lái)的訊號(hào)是噪聲，那么二者誤差不大，預(yù)測(cè)就成功。由于有效訊號(hào)與噪聲是截然不同的兩種訊號(hào)，因此利用噪聲段計(jì)算出的預(yù)測(cè)因子去預(yù)測(cè)隨后到來(lái)的有效訊事情，二者必須誤差較大，預(yù)測(cè)就失敗，則判斷是無(wú)效訊事情。由上述四個(gè)判別步驟確定的有效訊事情，只是對(duì)各道單獨(dú)進(jìn)行了判讀，而真正初至?xí)r間尚需進(jìn)步確定。確定方法是求出各道第一拐點(diǎn)時(shí)間ts，然后將拐點(diǎn)時(shí)間ts與有效訊號(hào)時(shí)間to之差t。求其平均值t，將各道拐點(diǎn)時(shí)間減去平均時(shí)差即為各道的正確初至?xí)r間。對(duì)于記錄有嚴(yán)重干擾或不正常的個(gè)別道，計(jì)算機(jī)判斷有誤時(shí)可由人工干預(yù)。圖4是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)判別初至波形圖，右邊顯示出深度，初至?xí)r間和波速。5在工程建設(shè)中應(yīng)用工程建筑場(chǎng)地土要?jiǎng)澐謭?chǎng)地土類(lèi)別和類(lèi)型，這是指場(chǎng)地范圍內(nèi)表層土剛度（軟硬）的表征，也是根據(jù)巖土性狀，剪切波速或承載力劃分的。場(chǎng)地土類(lèi)型是確定建筑場(chǎng)地類(lèi)別主要依據(jù)，場(chǎng)地土類(lèi)別是場(chǎng)地條件的表征。（1）場(chǎng)地土類(lèi)型建筑的場(chǎng)地土類(lèi)型劃分是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范土層剪切波速范圍按表2劃分。圖4自動(dòng)判別初至波形圖表2土層剪切波速土的類(lèi)型土層剪切波速范圍（ms）堅(jiān)硬土或巖石Vs500中硬土500Vs250中軟土250Vs140軟弱土Vs140表中Vs為巖土剪切波速。表3土層等剪切波速等效剪切波速（m/s）場(chǎng)地類(lèi)別Vse5000500Vse25055250Vse140335050Vse1403315158080（2）建筑場(chǎng)地類(lèi)別建筑的場(chǎng)地類(lèi)別，應(yīng)根據(jù)土層等效剪切波速和場(chǎng)地覆蓋層厚度將建筑場(chǎng)地劃分為I、類(lèi)，如表3：覆蓋層厚度的定義是根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500112001），一般解釋為從地面至剪切波速大于500m/s的土層或堅(jiān)硬土頂面的距離。根據(jù)收集現(xiàn)有一些資料，各類(lèi)土剪切波速Vs值的大致范圍如表4。表4土剪切波速Vs值土的名稱Vs（m/s）土的名稱Vs（m/s）老填土150250軟粘土80120粉砂，細(xì)砂100200一般性粘土100250中、粗砂、礫砂150300硬粘土220300礫石，碎石280550新填土100150基巖1000從表中可以看出，同一類(lèi)土的波速值可