表面波测试报告

瑞利波测试报告1场地概况2测试原理简介2.1分层参数分析均匀介质或分层介质在点或面振源作用下，表面波场包含P、SV波及瑞利波，由于在表面P、SV波衰减快于瑞利波，当距振源一定距离表面波场以瑞利波为主。在大多数情况下，瑞利波能量集中在一个波长深度范围内，频率越低，波长越大，影响深度越深。在剖面参数（剪切波速、密度、泊松比）不同分层状态下，随着波长的增加，瑞利波穿越的层数也增加，瑞利波传播速度发生变化，瑞利波传播出现频散现象，即瑞利波传播速度随频率（或波长）的变化，如图1所示，频散曲线的变化与分层参数、分层厚度等有关，通过对频散曲线的反分析可以得到场地分层剪切波速。图1瑞利波波长与穿透深度及传播速度间关系2.2地下异质体（洞穴）当测线下方某段范围存在地下异质体，如管道、防空洞、溶洞、废弃的垃圾填埋场等，某些波长范围的瑞利波在地下异质体上方传播时能量会减少，通过对测线上能量谱随波长及传播距离的变化来判断是否有地下异质体存在，以及出现的位置，并由谱能量开始减少对应的波长来预估埋深。见图2图2瑞利波能量随波长及传播距离的变化3、测试方法3.1基于f—k分析的测试不同的分析方法，对测试要求也不同，目前分析方法主要有f—k分析及互相关分析。将振源、一定数量测点布置在一条测线上，用地震仪或面波仪将各测点响应信号纪录下来，当测试仪器纪录通道有限时（如基桩动测仪），在测点移动、振源可重复情况下（或测点固定、振源移动情况下），将每次测试信号堆叠，得到多纪录信号，如图3所示。当有多条测试信号时，可作f—k分析，也可其中的两条信号作互相关分析。图3两种不同测试方式布置图3.2基于互相关分析的测试互相关分析只要两条测试信号即可，一般动测仪就可用于测试分析。测试布置如图4所示。图4互相关分析测试布置图4、分析方法4.1f—k分析对一定数量的测试响应信号作f—k分析(1)这里N1为间隔为的时间观察点数，N2为空间间隔为的观察点数，n1=0，…N1-1，n2=0…，N2-1。由于在f—k域是利用能量谱的极值来分析，为了消除几何衰减对能量分布的影响，在谱分析上乘来校正因几何衰减导致能量损耗。得到频率—波数域功率谱分布，由谱极值波数—频率的变化，利用关系得到频率—相速度或波长—相速度曲线，见图5图5波数—频率域谱能量及频散数据4.2互相关分析互相关分析的相速度由式(2)计算：(2)式中为展开相位差角，D为两测点距离。根据频率f之前形成的折迭数m，展开相位差角与折迭相位差关系为：(3)折迭相位、展开相位及由此得到的相速度如图6所示图6互相关分析得到的折迭相位、展开相位及相速度5、测试结果及分析本次测试共布置三条测线，测线位置如图7所示。图7场地测线布置图5.1测试结果测线A的测试数据及频散数据剖面分析测线B的测试数据及频散数据剖面分析测线C的测试数据及频散数据剖面分析5.2结果分析从以上三条测线结果可以看出，填沙在经强夯后，在0.5~3m测试深度范围内，沙土的剪切波速一般可在150m/s以上，加固效果明显。在本次试验中，由于近表面为松软的沙子，无法激发出高频波，同时高频波衰减很快，分析时，取近表面为同一速度。由于表面松软及4~6m软弱层存在（根据标贯试验资料），低频面波能量较小，信噪比不高，无法触及软弱层。备注：面波波速测试与标贯试验比较：其是无损测试，快速且不破坏场地、污染环境，可对场地进行普测；它得到的是测点间场地平均变化情况，动力触探只能得到点的地质信息；面波测试得到的是场地分层剪切波速，很多介质物理力学参数与剪切波