波速實驗

1、內容摘要波速測試適用于測定各類巖土體的波速，確定與波速有關巖土參數，為工程設計提供所需的動彈性力學參數、劃分建筑物場地類別、評價地震效應、進行場地地震反應分析等。本文介紹了波速測試的工作原理和野外測試方法，并結合巖土工程實例，說明其應用效果。正文一、前言波速測試目前已廣泛應用于水電、鐵路、工民建等眾多巖土工程地質勘察領域，取得了良好的應用效果。一些重要的巖土工程勘察中，野外除進行常規(guī)原位測試工作外，還進行了剪切波波速測試工作。二、單孔波

2、速測試的基本原理單孔波速測試：由震源產生壓縮波（又稱P波）和剪切波（又稱S波），經過土層，由在孔中的三分量檢波器接收，根據波傳播的距離和走時計算出場地土的波速，進而評價場地土的工程性質。1、測試儀器和設備：一套完整的速度檢層法觀測儀器應由四部分組成，即激震源、信號接收系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)和分析系統(tǒng)。速度檢層法可使用的激震源很多，如爆破、空氣壓縮槍、彈簧式S波激發(fā)裝置、火箭筒等等。一般的場地土層剪切波觀測量常用的是敲擊板激震源。目前用于場地于層

3、剪切波觀測的拾震器一般均為速度型拾震器有三個分量，一個垂直，兩個水平。2、計算方法用速度檢層法測得的剪切波速是鉆孔內相鄰二個測點中間土層的平均波速。首先從記錄上確認剪切波到時，再根據激震源的觸發(fā)時間算出剪切波走時，然后由鉆孔中測得深度和孔源距確定波的行程，最后將行程除以走時即得波速。根據實測的資料，表1給出了不同土類的剪切波波速范圍。一般來說剪切波帶隨深度的增加而增加，但各地區(qū)剪切波速沿深度的變化規(guī)律并不一樣。通常內陸城市波速值相對較高

4、，而沿海地區(qū)則偏低。表1土質類別填土（包括雜填土）粘性土（包括亞粘土等）砂土（粉、中、粗）礫石、卵石、碎石風化巖巖石剪切波速范圍(ms)90~270100~450100~450200~500350~5005003、測試方法（1）在待測場地鉆孔，將三分量傳感器放置在鉆孔中，以適當方式（氣囊或機械裝置）使三分量傳感器貼緊鉆孔孔壁，在地面上鉆孔孔口附近（通常1~3m）處放置長條形木板（通常長約2~4m，寬約0.4~0.5m，厚約0.1m），木

5、板上壓有重物（500kg）。見圖1。圖1現(xiàn)場測試示意圖（2）分別錘擊木板兩端，在土層中激發(fā)壓縮波（或縱波）和剪切波（或橫波），分別記錄鉆孔中傳感器感應到的質點運動時程曲線。對比實測的兩種敲擊方式，可以識別出波形中對應剪切波成份的反相點，即為剪切波傳播時間ts。（4）改變傳感器位置（深度），重復上述步驟2，即可分別得到壓縮波和剪切波傳播到不同深度所需要的時間，進而求出土層的波速。三、剪切波速的應用1劃分場地土類型北海市南森房地產開發(fā)有限公

6、司新力廣廈，總建筑占地面積7076.0m2，樓高25層，設兩層地下室，擬用框剪結構，筏形基礎。該工程勘察時共布置20個鉆孔，在三個鉆孔中進行了剪切波速試驗。0.00～15.00m范圍內剪切波波速平均為267ms，按照《建筑抗震設計規(guī)范》（GB500112001）中表4.1.3，判定該工程場地土類型為中軟場地土。本工程場地覆蓋層厚度約為80.0m，根據《建筑抗震設計規(guī)范》（GB500112001）中表4.1.6，判定該工程建筑場地類別屬Ⅱ

7、類。2計算場地土層的動彈性模量北海新長江商貿有限公司場地位于外沙西路海運船廠北側北臨大海，用地呈曲尺形，長71.3ｍ、寬55.8ｍ。擬建建筑物樓高30層。擬采用框架－剪力墻結構，筏形基礎。為了解該場地的詳細工程地質條件，受建設單位的委托，由我院（北海市勘察院）承擔該場地的巖土工程勘察工作。本次勘察時共布設9個鉆孔，在3個孔中進行了剪切波速試驗。我院利用實測的地基土的剪切波速Vs和壓縮波Vp，根據公式:E=[ρVs2(3Vp24Vs2)]