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1、土方试验波速试验50. 1 一般规定50. 1. 1波速试验分跨孔法、单孔波速法（检层法）和面波法。50. 1. 2跨孔法以一孔为激振孔，另布置2孔或3孔作检波孔，测定直达的压缩波 初至和第一个直达剪切波的到达时间，计算传播速度。常用于多层体系地层中。50. 1. 3单孔波速法是在同一孔中，在孔口设置振源，孔内不同深度处放置检波器， 测出孔口振源所产生的波传到孔内不同深度处所需的时间，计算传播速度。常用于地层软硬 变化大和层次较少或岩基上为覆盖层的地层中。50. 1. 4 面波法，本试验采用稳态振动法。测定不同激振频率下瑞利波（R波）速度弥 散曲线（即R波波速与波长关系曲线），可以计算一个波长
2、范围内的平均波速。50. 2仪器设备50. 2. 1本试验所用的主要仪器设备由激振器、检波器、放大器、记录器、测斜仪、 零时触发器和套管组成。50. 2. 2本试验所用的主要仪器设备应符合下列规定：1激振器：可采用机械震源、电火花等，但主要是采用能正反向重复激振的井下剪切 波锤。面波法采用电磁式或机械式激振器；2检波器：采用三分量检波器，其谐振频率一般为8Hz27Hz，检波器必须置于密封 防水的无磁性圆筒内；3放大器：采用低噪声多通道放大器，噪声水平应低于2pV，相位-致性偏差应小于 0. 1ms，并配有可调的增益装置，电压增益应大于80dB，不应采用信号滤波装置；4 记录器：可采用各种型号的
3、示波记录器或多通道工程地震仪，记录最大允许误差应 为 1ms 2ms；5测斜仪：应能测量0360的方位角及030的倾角，倾角测量允许差值应为0. 1；6零时触发器：采用压电晶体触发器或机械触发装置，其升压时间延迟应不大于0. 1ms；7 套管：内径为76mm85mm，壁厚为6mm7mm的硬聚氯乙烯塑料管。50. 3操作步骤50. 3. 1跨孔波速法试验应按下列步骤进行:1试验孔布置(图50. 3. 1)应符合下列规定:图50. 3. 1试验布置图1-三脚架；2-绞车；3-震源孔；4-套管；5-井下剪切波锤；6-接收孔1； 7-接收孔2； 8-井下检波器；9-信号增强地震仪；10-锤子；11-检
4、波器；12-钻杆；13-取土器；14-测震放大器；15-振子示波器1）振源孔和测试孔应布置在一条直线上，试验孔应尽量布置在地表高程相差不大的地 段，若地表起伏较大，必须准确测量孔口高程；2）一组试验布置3孔，试验孔的间距，在土层中宜取2m5m，在岩层中宜取8m 15m,测点垂直间距宜取1m2m，近地表测点宜布置在2/5孔距的深处，振源和检波器 应置于同一地层的相同标高处，并绘制钻孔柱状图。在保证直达波首先到达检波器的前提下， 孔距可根据地层厚度、测试要求适当调整。2先将一组试验孔一次全部钻好，接着在孔内安置好塑料套管，并在孔壁与套管的间 隙内灌浆或用砂充填。3灌浆前按照1： 1： 6. 25的
5、比例将水泥、膨润土和水搅拌成混合物。然后采用移动 式循环高压泥浆泵，通过放到孔底的灌浆管，从孔底向上灌浆，直到灌满孔壁与套管的间隙， 并测定孔口溢流出的泥浆浓度（或密度）与预先搅拌的泥浆浓度（或密度）相等为止。4待灌浆或填砂后3d6d，方可进行测试。5为准确地算出各测点的直达波传播距离，当测试孔深度大于15m时，应进行激振孔 和测试孔倾斜度和倾斜方位的量测，测点间距宜取1m。6将井下剪切波锤利用气囊，或用弹簧、机械扩展装置等方法固定。然后拉动上、下 质量块，上、下冲击固定锤体，使土层水平向产生S波，用放入孔内贴壁式三分量检波器由 上往下逐点测量。从孔口往下2/5孔距处为第1个测点，然后以1m2
6、m的间距连续测量。 每个地层一般要有2个5个测点，每个测点需测量2次4次。每次测试时，振源中心和 检波器中心须在同一高程上。7当用几台钻机分段钻进时，待钻至预定测试深度后，提出钻机，将振源装置和检波 器分别放入各钻孔底，进行测试。采用此方法时，为确保振源装置和检波器顺利放到所测深 度处，孔底残余扰动土应小于10cm厚，否则应重新清除孔底浮土。50. 3. 2单孔波速法试验应按下列步骤进行:1在所选定的试验点沿垂直向进行钻孔，并绘制钻孔柱状图，将三分量检波器固定在孔内预定深度出，并紧贴孔壁；2可采用地面激振动或孔内激振，进行孔内激振时，在距孔口 1. 0m3. 0m处放一长度为2m3m的混凝土板
7、或木板，木板上应放置约500kg的重物，用锤沿板纵轴从两 个相反方向水平敲击板端，使地层产生水平剪切波；3将检波器用气囊，或用弹簧、机械扩展装置等方法固定在孔内不同深度接受剪切波;4 应结合土层布置测点，测点垂直间距宜取1m3m，层位变化处加密，测试应自下而上进行，每个试验点，试验次数不应小于3次。50. 3. 3稳态振动面波法试验应按下列步骤进行：1选择试验场地，并进行整平；2可采用瞬态法或稳定法，宜采用低频检波器，间距可根据场地条件通过试验确定，以振源作为测线零点，在振源一边布置2个或3个检波器(图50. 3. 3)；图50. 3. 3面波法(稳定振动)布置图3选择适合的激振频率，开启激振
8、器，由拾振器接受瑞利波;4当两检波器接收到的振动波有相位差时，表明两检波器的间距】不等于瑞利波 波长Lr,因此，移动其中任一检波器，使两检波器记录的波形同相位(2n)，然后在同一频率 下，移动检波器至2个波长或3个波长处，L=Lr, 2Lr, 3Lr.进行测试。试验应重复多次， 一般5组即可。50. 4计算、制图和记录50. 4. 1波形识别按下列规定进行：1在各测点的原始波形记录上识别出压缩波(P波)序列和剪切波(S波)序列，第1个起 跳点即为压缩波的初至。然后，根据下列特征识别出第1个剪切波的到达点；2波幅突然增至压缩波幅2倍以上，如图50. 4. 1(a)所示；3周期比压缩波周期至少增加
9、2倍以上，如图50. 4. 1(b)所示；4若采用井下剪切波锤作振源，一般压缩波的初至极性不发生变化，而第一个剪切波到达点的极性产生180的改变，所以，极性波的交点即为第一个剪切波的到达点图50. 4. 1(c)。5%图50. 4. 1 P波、S波的识别校准。4*P/f50. 4. 2应正确计算激振点与检波点之间的距离，对跨孔法，如孔有偏斜，应对孔距进行50. 4. 3压缩波、剪切波和瑞利波的传播速度应按下列公式计算，其最大允许误差应为式中:压缩波、剪切波和瑞利波的波速(m/s)；Lp、Ls、Lr压缩波、剪切波和瑞利波的传播距离(激振点与检波点的距离)(m)；各波从激振点传至检波点所需的时间(s)；3简谱波的圆频率(rad / s)；f激振频率(s_1)。50. 4. 4动剪切模量、动弹性模量和泊松比应按下列公式计算:式中：G地层的动剪切模量(kPa)；dv地层的剪切波波速(m / s)；v地层的压缩波波速(m / s)；E 地层的动弹性模量(kPa)；dP地层的动泊松比。50. 4. 5根据整理和计算的数据，以深度为纵坐标，压缩波波速、剪切波速、动剪切模量、 动弹性模量为横坐标，绘出vp、匕、Gd、Ed值与深度变化的关系曲线。50. 4. 6波速试验的记录格式应符合本标准附录D表D. 84、表D. 85的规定。
