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目录
1 项目概况 2
1.1 研究现状 2
1.2 目的任务 2
1.3 完成工作量及质量评述 3
2 波速测试的基本原理 4
2.1弹性波理论基础 4
2.1.1 几点假设 4
2.1.2波动方程和弹性波传播速度 4
2.2波速测试的理论基础 6
3 剪切波速的实测和分析 7
3.1 单孔速度检层法原位测试技术 7
3.2 实测波形的分析,解释 10
3.3测试中应注意的事项 10
3.3.1布置测点 10
3.3.2采样时间的选择 11
3.3.3激振源上压重物及激振板与地面的耦合对观测质量的影响 11
3.3.4激振板放置位置与孔口的垂直关系 12
3.3.5井中三分量检波器在井中的贴壁及方向问题 12
4 资料整理和分析过程 13
4.1野外观测 13
4.2室内资料整理与解释 13
4.2.1数据处理流程 13
4.2.2波速计算方法 13
4.2.3土层等效剪切波速计算 15
5 工程应用 15
5.1场地卓越周期的近似计算 15
5.2场地土类型和场地类别的划分 16
5.3 波速测试法确定岩土物理力学参数 18
5.3.1 波速法确定地层弹性模量和剪切模量 18
5.3.2波速测试确定地层泊松比 19
5.4地震效应评价 19
5.5 评价地基液化势 20
5.6 确定地下水埋深 21
6工程实例分析 21
7 结论与建议 24
参考文献 28
石家庄市建筑场地类型划分研究
1 项目概况
1.1 研究现状
剪切波速是当前工程场地地震安全性评价和地震小区划工作中必备的参数之一,在土层地震反应分析中一个重要参数。剪切波速反应了土层的刚度特征,并且对场地地震动参数有显著影响。即,剪切波速是关乎场地反应结果的精度的一个重要参数,故剪切波速的测试与估计是一个重要的工作。然而,在具体的工程场地地震安全性评价和地震小区划工作中的剪切波速测试工作是一个实际的工程问题,它将受到实际情况(如钻孔深度、土层埋藏条件、土类、成孔工艺和测试方法等)的制约,使得剪切波速测试过程中出现塌孔现象,使得剪切波速的测试不能达到工作要求的深度,或者是钻孔深度达到相关规范规定的极限深度而剪切波速测试结果未满足要求(如500m/s),这也是在工程中经常遇到的问题,这时必须对剪切波速进行估计,以便得到较合理的估计土层地震反应结果。
随着对土层弹性波性质的深入了解,,,,,,,1.2 目的任务
本项工作的目的是为了在实测的基础上,进一步将石家庄的剪切波速资料进行整理和分析,对石家庄的建筑场地类别和土的类型进行系统的划分以及对建筑的抗震设计给出科学依据及对以后实际工程中的场地类别的选择和抗震设计的参数选择有个可参考的价值。
项目主要任务:
1、了解石家庄市区波速测试的研究现状,为本项目的研究提供基础资料。
2、在石家庄市区的范围内选择有代表性的地段进行波速实测。
3、对实测的数据进行计算和整理,得到波速测试成果图。
4、完成科研报告的编写。
1.3 完成工作量及质量评述
本项目从2007年12月初开始,到2008年12月底结束,历时近一年,完成了项目的全部任务,达到了预期目的。完成的主要工作量见表1。
完成工作量表 表1
序号 项目名称 单位 设计
工作量 完成
工作量 备注 1 搜集资料 份 15 20 包括前人报告成果、钻孔、波速测试资料等。 2 波速测试实测 孔 41 59 包括了石家庄市区范围内的大部分地段。 3 波速测试成果图 张 41 59 见附录1 4 编制报告 份 1 1 本次工作严格执行我院ISO9001质量体系程序文件,按照国家颁布的规程规范及设计要求开展工作。利用了GPS定位、MAPGIS计算机制图系统等先进的工作手段,提高了工作的精度。
按照任务书和工作设计书的要求,本次工作主要研究了以下几个课题:
1、石家庄市区剪切波速随深度的变化规律;
2、重点研究了依据等效剪切波速的大小,划分石家庄市区建筑场地类别;
3、石家庄市区的土层分布和相应的地基承载力的大小。
本次工作占有资料全面、充分,采用的工作手段科学合理,对石家庄市区的场地类别的划分进行了充分研究。究成果是准确、可靠的,可作为以后实际工程的参考依据。
2 波速测试的基本原理
2.1弹性波理论基础
弹性波传播的理论基础是基于弹性力学问题,
图1 波动方程原理图
设、、为体积元的3个直角边,施加应力时,其体积的变化,遵从波动方程,即:
(1)
式中:
——介质的密度;
——物体膨胀或收缩的物理量
、 ——描述物体弹性性质的系数,为拉普拉斯算子。
其传播速度为
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