瑞雷波法地基检测原理与工程实例

瑞雷波法地基检测原理与工程实例PRESENTED

BY

RAINZHANGCONTENTS01020304地震波成分瑞雷波勘测原理工程实例小结瑞雷波法地基检测1地震波成分分析体波BodyWaveP波（Primary）S波（Secondary）

面波

surfacewave瑞雷波（Rayleigh/GroundRoll）拉夫面波(Love)纵波：振动方向与传播方向一致或平行的一种波；横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直；体波：在没有边界的均匀无限介质中，只能有P波和S波存在，它们可以在三维空间中向任何方向传播

它们在地球介质内独立传播，遇到界面时会发生反射和透射面波：当介质中存在分界面时，在一定的条件下体波（P波或S波，或二者兼有）会形成相长干涉并叠加衍生出一类频率较低、高幅度的次生波。这类地震波与界面有关，且主要沿着介质的分界面传播，其能量随着与界面距离的增加迅速衰减，因而被称为面波。在岩土工程中，分界面常指岩土介质各层之间的界面，地表面是一层较为特殊的分界面，其上的介质为空气（密度很小的流体），有时又把它称为自由表面，把自由表面上形成的面波称作表面波地震波从各类波在介质中传播的速度来看，在离震源较远的观测点处应该接收到一地震波列，其到达的先后次序是P波，S波，拉夫面波和瑞雷面波地震波2瑞雷波勘探原理面波频谱分析方法（SASW）分析面波的频散曲线建立近地表的面波速度剖面（面波相速度的测量）瑞雷波频散特性:瑞雷波在非均匀介质中的相速度VR随频率ｆ变化而变化λR=VR/fＨ＝β·λ求取相速度深度曲线VR－Ｈ震源有一定能量、有效波能量强、频带较宽、同点击发重复性好类型：炸药震源、非炸药震源炸药震源：频谱宽、能量强、高频成分丰富锤击震源：锤击置于地面的钢板，18磅或24磅

地表结构：潮湿密实地面效果好，干燥松软地面较差。

优点：可多次激发，重复性好（钢板与地面的耦合好）

缺点：频谱低于炸药震源，能量有限，不适合深层 H＜50m，锤击、小炸药量③高频震源枪：用震源弹射入浅孔(充水或潮湿的孔)，爆炸激发地震波。优点：定向发射，利于能量向下传播；高频成分丰富，利于高分辩率勘探。④电火花和空气枪震源：多用于水上勘探稳态激振法优点：可以降至2～3Hz的较低频率，从而达到较大的勘探深度并且可以从各频点资料的过程中，总结出一套地层地质解释的经验；缺点：仪器大，施工慢，效率低两道信号的互相关来求取时间差并计算平均速度勘探深度越大，扫描频率越低；精度要求越高，频点间隔越密。稳态激振法优点：可以降至2～3Hz的较低频率，从而达到较大的勘探深度并且可以从各频点资料的过程中，总结出一套地层地质解释的经验；缺点：仪器大，施工慢，效率低两道信号的互相关来求取时间差并计算平均速度勘探深度越大，扫描频率越低；精度要求越高，频点间隔越密。瞬态激振法有足够的相位差：随着勘探深度的增大，λR增大，f越低，△x的距离也相应的增大一次击发出各种频率成分，同时检波器也接收到富含各种频率成分的信号剩下的工作，即稳态法中靠仪器硬件逐个频点的变更及相应的运算工作，在瞬态法中，主要靠软件来完成。

优点：仪器轻便，施工快速

目前主要问题是如何激发出频率较低的信号傅里叶变换及一系列的谱分析，求取相位差得到平均速度值

,保证3工程实例有效检测深度和工作频段在进行瑞雷波检测前，首先根据工程需要的检测深度确定瑞雷波的工作频率范围，进而选定震源激发装置Ｕｚ／Ｕ０＝１／ｅＵ０：瑞雷波在地表的振幅Ｕｚ:在深度ｚ处瑞雷波的振幅满足关系时所对应的深度ｚ为瑞雷波的穿透深度，检测深度有效检测深度和工作频段根据瑞雷波衰减曲线计算所得穿透深度Ｈ与波长λR的关系上限：检测深度Ｈ＝15m时，对粘土检测要求所激发的瑞雷波中所含最长波成分应达到

λ

R＝19m。场地15m深度以上的工程岩土体的平均相速度按ＶR＝250m/s考虑，工作频段低频f=13Hz（ＶR＝λRｆ）下限：H=1m，工作频段高频f=197Hz土体煤厚测试焦作冯营矿井下测试残余煤厚的实测资料。资料中煤厚2.82m，经验证，该处煤厚1.81m，下面有1m厚的含碳量较高的碳质泥岩，两层密度相近，探测结果作一层处理了。9.8m和28.38m分别对应两层灰岩界面。4小结地震波成分分析工程实例TEXTHERE瑞雷波勘探原理1234震源频段选择反演分析SASW震源选择稳态激震、瞬态激震