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* 瞬态瑞雷波勘探 在建筑场地评价中的应用 二OO五年三月二十六日 报告人：杜立志 一、前 言 二、瑞雷波的传播特征及瑞雷波勘探的基本原理 三、瑞雷波勘探的工作方法及解译步骤 四、工程实例 五、小 结 目 录 在GB50011-2001《建筑抗震设计规范》4.1.2中规定对建筑场地的类别划分，应以土层等效剪切波速度和场地覆盖层厚度为准。对剪切波速度的求取常规的作法是利用PS测井即通常所说的波速测试，由于瑞雷波速度与剪切波速度有一定的相关性，因此利用瞬态瑞雷波勘探来求取等效剪切波速度是另一种比较有效的方法。 瞬态瑞雷波勘探利用频散曲线提供的定量信息，对地质体的纵横波速度及与波速有关的介质的物性参数进行定量评估，从而达到勘探的目的。 前 言 瑞雷波：是沿介质与大气层接触的自由表面传播的波，其特点是质点在通过传播方向的垂直面内沿椭圆轨迹作逆时针运动，其长轴垂直于介质表面，长短轴之比大致为3:2随深度呈指数衰减，但在水平方向衰减很慢。 瑞雷波的传播特征 左图：瑞雷波的传播特征 右图：瑞雷波随深度的衰减特征 瑞雷波勘探的基本原理 瑞雷波的频散特性 瑞雷波在层状介质中的相速度随频率变化的现象被称为瑞雷波的频散。 因此，同一波长的瑞雷波的传播特性反映了地质条件在水平方向的变化情况，不同波长的瑞雷波的传播特性反映了不同深度的地质情况。 瑞雷波勘探的基本原理 μ:剪切模量 σ:泊松比 Ε:弹性模量 ρ:密度 Vs:剪切波速度 Vp:压缩波速度 瑞雷波的速度与介质的弹性力学参数间的关系 σ 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 Vr/Vs 0.9194 0.9274 0.9350 0.9422 0.9490 0.9553 瑞雷波勘探的工作方法 瑞雷波的旅行路径及采集示意图 资料处理步骤 1、在时间域中提取瑞雷波； 2、对时间域拾取的面波做FFT变换，提取频散点； 3、对频散曲线分析，进行分层、计算、拟合，求解各岩土层瑞雷波和岩土层剪切波速度； 4、计算等效剪切波速度，按规范对场地进行评价。 资料处理步骤 工程实例分析 一、采集参数 测试采用SE2404M型24道综合工程探测仪，采样间隔为0.5ms，样点为1024，震源采用18磅大锤。道间距为1.0米，偏移距为5.0米、10米，12道接收。 偏移距 道间距 图1 剪切波层速度- 深度曲线 工程实例分析 图2 剪切波、压缩波速度- 深度曲线 工程实例分析