141026-横波检测的现状及展望.pptxVIP

三.横波检测的 现状及展望1. 概述众所周知： A. 一般液体中是不存在横波的； B. 横波传播速度比纵波慢，当介质的泊松比 横波波速比纵波慢1.73倍； C. 固体介质的横波传播速度与介质的含水量无关； D. 测取地层的横波波速VS 和纵波波速VP 在知道地层的密度 即可获得地层的动弹性力学参数 E 、G 、 ； F. 横波波速与地层的力学参数标贯值、内摩擦角、凝聚力存在定相关关系。 2. 横波测试的应用现状A. 工程场地的地层分层2. 横波测试的应用现状B.利用横波进行地层的反射波法勘查是有其优势是： （1）横波传播速度慢，有利于直达波与地层反射波的分辨，也 有利于分层的效果； （2）不受地层含水量影响，分层精度高于纵波。 这些优势是都纵波反射勘探所不及的。 上海市兴建地下轨道交通前，为了搞清地下地质构造，要求进行城市内的地质勘探，上海市有关单位采用了横波反射勘探，成功的完成了市内地下地质构造勘探，为地下轨道建设设计提供依据。 2. 横波测试的应用现状地层横波波速在抗震中作为评价“沙土液化势”的重要依据。沙土液化问题 沙土中的颗粒，平时颗粒间互相支撑，与上部岩体的重力，达到力的平衡状态，如上图。但是，一旦地震发生，地震的剪切波（横波）传播到地层，破坏了砂层颗粒的正常排列，于是承载力下降并失去，在上部岩体的重力作用下，沙层中水的层压力上升，出现“沙土液化”，砂层流动，在地面出现裂缝的地方，流沙外溢。 与此同时地层承载力下降，造成建筑物倒塌，出现严重地质灾害。 2. 横波测试的应用现状 D .横波波速与被测介质动弹性力学参数有密切关系 如果地层的横、纵波波速能够准确测得 ，可以计算出地层的下列动弹性力学参数： 泊松比 弹性模量 剪切模量 2. 横波测试的应用现状 E . 《构筑物抗震设计规范》（GB50191—93）的场地评定， 对场地土层的平均剪切模量的计算离不开横波波速的 测试，计算土层的平均剪切模量G 上式中 di —第i层土的厚度 ； γi—第i层土重度；Vsi —第i层土横波波速； n—覆盖层的分层数； g —重力加速度 2. 横波测试的应用现状 F . 地层卓越周期的计算 “简明工程地质手册”（1998）P.331用地层横波波速通过经验公式计算卓越周期，计算公式如下：式中 hi —第i层土厚度； VSi—第i层土横波波速； n—土层层数2. 横波测试的应用现状G. 现代工程抗震科学中原状土样的测试※ 核电站、油田、土坝等场地，特别是核电站，在 工程场地勘察时需对地下原状土的动力学性能进 行测试与分析，这其中原状土横波波速测试是必 须进行的； 2. 横波测试的应用现状 H.工程材料的横波检测 ※ 绝缘陶瓷、耐火材料、工程塑料等特殊材料的动 力学特性离不开横波测试； ※ 木材也要通过纵波和横波测试，来决定它的强度 和木材中的缺陷，利用横波将会更加有利，因为 水是不能传导横波的，木材是否含水对其强度、 缺陷测试，不会造成影响及干扰； 2. 横波测试的应用现状 H .工程材料的横波检测 ※混凝土是建筑物使用中量大面广的材料，开展 横波测试，提供其动弹性力学性能，必然对建筑物 的抗震性能带来优势； 就探伤而言，如裂缝测试，采用横波就不用担 心裂缝中是否存在水，因为横波波速与木材的含水 量无关。 ※材料科学、抗震试验科学的试验研究等，往往 也离不开横波测试。 3. 横波的测试方法 测试方法历来分为：原位测试和取样测试 两类测试方法各有利弊，曾有过争论，前者认为原位测试可保持地质体的原始信息，后者认为取样测试更精确，孰是孰非，各有道理。 结局是两种测试方法并存，互为补充。 客观而论，深部的原位测试的实现，有时存在困难，只有取芯代替。 横波测试也存在此种情况。 3. 横波的测试方法 A. 横波原位测—1 ▼ 单孔现场测试示意▼单孔测试的振源和接收器 3. 横波的测试方法 A. 横波原位测试—2 ▼ 振源—剪切波锤 ▼跨孔测试的振源和接收器 跨孔法现场测试示意 ▼ 接收检波器由两次相反方向击振得到的接收波形，才能确定横波的到达时间 3. 横波的测试方法 B.取样测试取样方法 按《建筑工程地质勘探与取样技术规程》JGJ 87-2012 从钻芯中获取试块，进行试块的纵波和横波波速测试，纵波测试比较简单，横波测试要使用横波换能器，换能器与试块的耦合方法应满足剪切波的传播。 3. 横波的测试方法 B.取样测试▼试块的横波测试方法—1 试块测试方法如右图，图中3是横波发射与接收换能器。 “合格的横波换能器”，横波前面会有不太强的纵波 P，后面到达的才是横波 S 。 为准确确定横波到达时间，应将其中的一个横波换能器在第一次测试后旋转180