巖土工程彈性波檢測技術(shù)講解

6.3.2巖土工程彈性波檢測技術(shù)概述由于巖土材料取樣后，會(huì)不可避免地被擾動(dòng)，同時(shí)，所受應(yīng)力狀況也會(huì)發(fā)生變化。因此，除了少數(shù)有關(guān)抗震計(jì)算的參數(shù)以外，較少利用土質(zhì)試件檢測波速。試件的檢測由于水具有較高的壓縮剛性，彈性波中的縱波在水中的傳播速度較快，可達(dá)1450m/s左右，比一般的土質(zhì)材料的縱波波速要快，測試值明顯偏高。橫波幾乎不受水的影響，從而更能反映材料的力學(xué)特性。水的影響6.3.2巖土工程彈性波檢測技術(shù)■R波法測試（表面波法/面波法）土質(zhì)檢測中，S波檢測是最為普遍的，但是，S波的測試常常比P波測試更為困難，為此，R（瑞利）波在土質(zhì)材料的測試（也稱為表面波法或者面波法）中得到了一定的應(yīng)用。R波具有的特性是：①R波的能量主要集中在一個(gè)波長深度內(nèi)，其傳播特性也主要受該深度內(nèi)介質(zhì)特性的控制；②R波主要沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑?，由于其振幅最大、能量最大、頻率最低，所以很容易識別也易于測量，且對檢測儀器要求不高；③R波的波速比橫波略低，主要受材料的剪切剛性控制；④在彈性成層介質(zhì)中，R波波速VR與頻率有關(guān)，即具有頻散性。與頻率之間的相互關(guān)系稱為頻散曲線。

表面波法是一種依據(jù)頻散曲線反推地下構(gòu)造的方法，其測試結(jié)果具有一定的多解性。6.3.2巖土工程彈性波檢測技術(shù)由于土體部分具有較強(qiáng)的非線性和粘性，因此，動(dòng)測法得到的動(dòng)彈性模量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于靜測法得到的模量，而且其相差可達(dá)數(shù)十倍甚至上百倍。因此，一般不采用動(dòng)測法來推算材料的靜彈性模量。■動(dòng)靜模量間的關(guān)系6.3.2巖土工程彈性波檢測技術(shù)■成果應(yīng)用（以S波波速為基本參數(shù)）主要?jiǎng)訙y方法：S波、R波R波的檢查結(jié)果，往往換算為S波波速。主要應(yīng)用：1.地層剪切波速度的測定

可為土的動(dòng)力特性和地震工程中的分析和設(shè)計(jì)提供參數(shù)。

2.工程勘察及地基土類型的劃分利用剪切波波速沿地層深度的變化關(guān)系可對地基土進(jìn)行勘察，從而減少鉆探工作量。

3.復(fù)合地基加固效果檢測根據(jù)原狀土的剪切波速測試曲線計(jì)算、對應(yīng)加固深度范圍內(nèi)的原狀土和復(fù)合地基的平均波速。4.路基結(jié)構(gòu)厚度檢測檢測原理：基于層狀介質(zhì)中瑞利波頻散曲線的變化規(guī)律

相關(guān)性：結(jié)構(gòu)層的物理參數(shù)、結(jié)構(gòu)層厚度頻散曲線的拐點(diǎn)：各層界面深度：Hj：第j層地界面深度（m）j：系數(shù)，可取0.35～0.5；λj：極值點(diǎn)處對應(yīng)的波長（m）。6.3.3工程應(yīng)用■某兩條隧道間的P波波速檢測檢測采用人工外露面激振（平行測線）和孔內(nèi)激振、接收（跨孔法，彈性波CT）。外露面人工激振跨孔激振表示巖體質(zhì)量較差，僅為4100/s。應(yīng)用實(shí)例S波檢測實(shí)景S波檢測例應(yīng)用實(shí)例跨孔P波檢測例跨孔現(xiàn)場檢測接收點(diǎn)激振點(diǎn)測線布置及測試波形圖斷面測試結(jié)果等值線圖藍(lán)色表示彈性波波速較低，即表明巖體質(zhì)量相對較差。應(yīng)用實(shí)例R波檢測例

R波現(xiàn)場檢測

R波試驗(yàn)布點(diǎn)圖測試壩段