瞬态瑞雷波勘探在岩土工程中的应用.pptVIP

GeoPen * 瞬态瑞雷波勘探在岩土工程中的应用 吉林大学工程技术研究所 二OO七年三月十日 瞬态瑞雷波勘探是一种新型的物探方法，它利用了瑞雷波的两种特性： 1、瑞雷波在分层介质中传播的频散特性 2、瑞雷波传播速度与介质的物理力学性质的密切相关性 因此，在岩土工程的勘察、施工及监理和监测过程中，借助实测的瑞雷波频散曲线可获瑞雷波速度、剪切波速度，进而对地层进行划分、确定地基持力层、划分软弱地层的埋深和范围、评价基岩的完整性及划分场地土类别等。 简 介 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 瑞雷波在多层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 … 瞬态瑞雷波勘探的原理及应用 瞬态瑞雷波勘探野外工作示意图 瑞雷波的识别 右图为24道地震仪采集的瑞雷面波记录。 瑞雷波频率低，能量大，在记录中显示为“胖”的扫帚状。 图中红色框中所圈定的波形即为瑞雷波。 瑞雷波相速度的求取 瑞雷波速度求取分三步进行： 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、频散曲线分析，求层速度，进而做地质解译。 瑞雷波在岩土工程中的应用 1、工程地质勘察 2、地基加固效果评价 3、岩土体物理力学参数测试 4、公路、机场跑道质量无损检测 5、饱和砂土层液化判别 6、场地土类型、场地类别划分 7、滑坡体调查 瑞雷波勘探在岩土工程勘察中的应用 通过定量解释，可以得到各地质层弹性波的速度及厚度，进而对地层进行划分，确定地基的承载力及持力层。 瑞雷波勘探在地基加固效果评价中的应用 软基加固就是通过不同的方法，如强夯、置换、化学处理等，使软土地基变“硬”。瑞雷波评价加固效果，是通过实测地基加固前后的波速差异，得到处理后的地基的 物理力学性质的改善程序，同时可对处理后场地在水平方向的均匀性做出评价，以及确定加固所影响的深度和范围。 瑞雷波勘探在公路、机场跑道无损检测中的应用 该方法利用人工激发的高频瑞雷波，测出路面、路基的波速，进而计算出路面的抗折、抗压强度及路基的载荷能力，以及各结构层的厚度。该方法用于机场跑道和高等级公路的另一项意义是可实现质量随年代变化的连续检监测。