桩位岩溶探测新技术管波探测法

管波探测法XX省地质物探工程勘察院XXXX年XX月目录第一章、简介第二章、方法的用途、使用依据及可靠性一、用途二、使用依据三、可靠性无第三章、方法贝的优势榴第四章、管波骂探测法探测原娱理械一、管波的激掠发、传播机理燥二、管波的探俯测原理拨三、管波探测目法的探测装置四四、管波探测元法的探测流程简介碰管波探测法旗是在钻孔中利蓬用榴“巡管飘波尽”姓作为探测物理屿场，探测孔旁雀一定范围内的姥溶洞朗、而溶蚀裂隙、软处弱夹层等不良案地质体的具有个自主知识产权爸的最新孔中物姨探方法，是器“客中国创绵造窄”她的物探方法。朴管波探测法量由农x语x擦在长期的工程帖实践中发明，焦于觉x舞x侄年耻获得国家发明脱专利兴，浸x右x轨年午被陵X急X太省建设厅列碧入进“害X改X稼省建设行业科显技成果推广项恢目队”溉。予“壁管波探测法应缝用研论究泽”稠项目嘉获卡200洞4北年龄度息X屠X敏省地质勘查局垮地质科学研究稀基金资助（资邪助金额人民币眠六十万元），万项目开展了原管波探测的理作论、管波对不旱良地质体的探脏测有效性、有摆效探测半径和野技术方法的撤研究需。头x湿x陵年誉4织月影7顶日，项目通过妄了由环X日X和省地质勘查局督组织，妙有礼x投x辱地质调查局找、呈x河x灿市水电物探研需究所厦、目x感x记大学宜、拜X色X吴省水利水电科识学研究院翠、络X辛X宇省地质勘查局女参加的评审专社家组评审验收托。怀应用研究项目辽获尤x什x准年劫度腹X下X累省地质勘查局隶地质科技成果申一等奖，帮获哪x管x晶年度余X芳X必省科技成果二考等奖。农X弄X藏省建设行业科染技成果推广项摆目证书构X露X堆省科技成果二邮等奖奖状轮X桐X服省地质科学技辆术成果奖证书尿第二章、方法奖的用途、使用黎依据及可靠性一、用途水寻随这些地区进行毕工程项目的建蛮设，绝英岩面埋深较浅蚕，土层较软弱耍，并且存在土跨洞等不良地质块现象，常采用苏嵌岩桩的基础肠形式。心嵌岩桩桩端的河承载力大，对衣持力岩层的完烘整性要求高，撞特别是采用单饶桩单柱基础时济，更是如此。附灰岩地区，岩熄溶发育，存在统溶洞、溶蚀裂弓隙、软弱夹层垒等不良地质体仁。为保证嵌岩鹿桩持力层的完债整性，在施工窑阶段，常采用妥一桩一孔的超布前钻探方式进数行勘察。实践丸证明，采用这眠种方式进行嵌携岩桩桩位勘察丝，基本查清了桃持力层的完整宣性。近年来，位随着我国技术除的进步、经济京的发展、综合荡国力的增强，蛛工程项目的建凉设规模越来越蝶大，要求嵌岩直桩的设计承载叶力较大，桩径泳普遍采因用惭1.丝2宵～间2.4嗓m疗。近年来，在柿灰岩地区，在姥基桩抽芯检验兆时，常发现持熄力层存在规模赵较大的溶洞等汤安全隐患，并赌发生多起由于艘地基不稳造成卸的建筑物下沉矩甚至倒塌事故凤。大量工程实舍例表明，采用居一桩一孔勘察欢，难以探明桩没位范围内的岩柴溶发育情况，礼依然存在桩基授半边嵌岩、持篇力层中存在溶贞洞的风险和隐株患。对岩溶发享育复杂地区的台大直径桩，工并程勘察中，渐秋渐采用了一桩响多孔的超前钻蜡探方式进行勘视察，以此期待敏查明持力层的随完整性，力求艳排除由于桩基撤不稳致使的安饰全隐患王。欺管波探测法的仁作用在于：管能波探测法可完浊全查清灰岩地耀区基桩持力瑞层的完整性，根确保服建筑物的安全碰和稳定性描。用途在于：峰用春“格一桩一庙孔齐+准管泡波探狱测勒”缘取甩代公“卖一桩多掌孔毕”嫂的桩位勘察方糠式，前者比后元者省钱，工期球和安全更有保伴障。图1、管波探测法探测范围郊图般1苹可很好地说明芝管波探测法的练用途。在灰岩华中存在形态复楚杂的溶洞，如冬图中左侧所示麦。仅根据钻孔盯资料（钻孔布莲置在桩位中心声，见图中的钻蜓孔柱状图），膝设计基桩桩端私高程，则持力劝层存在溶洞。凝并且，在基桩族抽芯检测时，孩溶洞很可能不连被揭露。如根盟据管波探测法再的解释成果（因见图右），赖设计基桩桩端旧高程，则持力嫩层稳定。图1、管波探测法探测范围帖管波探测法在栗桩位中心的一滩个勘察钻孔中屈进行探测，即客可探明桩位范查围内的岩溶、登软弱夹层及裂属隙带的发育和寨分布情况，并绸评价况嵌岩桩基桩持帜力层的完整性馋，裁为桩基设计提先供直接依据，删并指导施工。忌应用管波成果幼，铅可以杜绝桩基摄半边嵌岩、桩邪底持力层存在型溶洞等安全隐完患。嗓管波探测法谎有效探测半径茫大料于萄1.瞎0缩米，可季分辨大舅于怖0.帽3桐米的孔旁洞穴廊，对洞穴的定差位误差小测于樱0.狱3秧米，具有非常齐高的垂向探测恐精度。特别适拉合于灰岩地区谜大口径嵌岩桩免的桩位勘察。二、使用依据堂1段、以下是摘自妈《岩土工程勘雁察规范》展（桐GB5002担1-200蜡1板）的部分条文鲜：膜1评）私“步当采用基岩作庙为桩的持力层跟时，应查明基度岩的岩性、构撇造、岩面变化凳、风化程度，抚确定其坚硬程临度、完整程度鸭和基本质量登四记，判定有无僵洞穴、临空面驶、破碎岩体或列软弱岩次层扁”窜（穷P4释4旁，宵4.9.圾1宫条闷之句2雷，强制性条文轧）。乒2贫）毛“研拟建工程或其狸附近存在对工才程安全有影响牙的岩溶时，应焰进行岩溶勘炒察叹”雄（袄P5脱2锤，还5.1.拆1淘条，强制性条冷文）。投3肯）似“绩岩溶勘察宜采灿用工程地质测麻绘和调查、物兴探、钻探等多株种手段结合的倦方式进行，并催应符合下列要惠求：．．．．．．计4库寨施工勘察应针次对某一地段或疼尚待查明的专收门问题进行补于充勘察。当采旬用大直径嵌岩催桩时，尚应进泥行专门的桩基灵勘察努。迹”说（突P5笼2钓，碌5.1.改2躲条）。循４穴）令“鞭施工勘察工作桐量应根据岩溶挪地基设计和施露工要求布置。侨．．．．．．墓。对大直径嵌归岩桩，勘察点音应逐桩布置，暮勘探深度应不付小于（桩）底沈面以下桩径袖的膝3主倍并不小防于载5迅米，当相邻桩骆底的基岩起伏考较大时应适当题加深唇。怠”桶（劲P5沿3盼，史5.1.凡6慨条）。娱2句、幅200唉7萍年缓，庄X肾X膜省建设厅将管骤波探测法列疏入泊“嘱X夜X抢省建设行业科遣技成果推广项斧目评”傻。三、可靠性沿管波探测法经匆过了工程实测报、模型试验腐、拢钻探验证、基师桩施工验证和字基桩抽芯验证涝等诸多方法的饺验证。拆工程实测和模忙型试验溜重复对比观测通结果表明，管改波缓探测段资料重现性好蚕，异常的地质加解释识别标志蓄明显。县模型试验结果锤表明，略有洞则有管波振异常辞。驱实测结果的钻迷探验证结果表捷明，异常的地脚质解释与实际殊地质情况一致锻。破基桩施工情况详和抽芯检验结意果表明，管波植探测法探测结屡果准确可靠。虽经过验证和确宜认，敞x各x跪市南海区道路律建设管理处等终业主单位已经承在招标文件中痒明确要求对灰退岩地区的所有昼桥梁、立交的灵桩位勘察孔，鹰必须采用管波撕探测法作为辅末助勘察手段，年以查明桩位范副围内的岩溶发企育情况。1、模型试验渗管波探测法应雕用研究项目厌选择在较完整每的花岗岩中建轧立充水洞穴模弱型，模拟灰岩苗中的溶洞，使尸探测的岩体条饥件具有唯一性盐。洞穴模型建语立前、后的管寿波测试表明，悉孔旁一定距离扮无洞则无管波撞异常，有洞则揪有管波异常，锅表明管波探测穴方法对探测孔批旁洞穴有效。2、工程实例张管波探测法始自奖200肾3锁年底发明以来抖，任至俗200独7直年底，累计已伍经在国内完成肚约四千个桩位腹的探测，实施欣的工程主要有巩：惠管波探测法完青成的主要工程捷一览表扭序

拴号往工程名称控委托单位静工作量

草（桩位）刚工程进展彩1陆广清高速公路银与环城高速公雄路连接线工程招X腰X螺省公路勘察规缓划设计院袖51序竣工通车一年雄多嗽2呆x陆x毛市和顺至北滘瞒公路主干线工线程抗DS1般7较标段和顺南立仅交桥工程腿上海市政工程丙设计研究院搬188唯竣工通车担3拨x虎x牢市狮山至和顺垃公路主干线工蛛程桂和互通立慰交、里和互通经立交工程邮天津市市政工套程设计研究院委96袄竣工通车番4叠x圆x治市和顺至北滘痒公路主干线工鞋程才DS1奥3溪、库DS1烂5市、左DS1后6停、敲DS1双7伏标段颗X险X剃省殊x墓x漠市路桥工程总涂公司逆480事竣工通车保5茶x殊x膀市三水二桥缺X难X我省公路勘察规顷划设计院喷30衡竣工通车例6派x仁x产市南海区江厦密立交至东西二惩线段加宽改造嫌工程雅瑶桥、美大冲桥工程绒x的x遇市南海区道路岂建设管理处寨280掠桩基工程已完船工轿7熔x危x逝市和顺棠溪至馋料美公路主干讽线勘察第久HLK-0狭1脂～芳0据3眨合同段工程拨x耗x娃市南海区道路痛建设管理处画250演帮8矩x性x宁市轨道交通五且号线滘口～大渗坦沙石灰岩分受布范围高架桥杏工程膛x减x揪市地下铁道总刃公司慢188睛桩基工程已完臂工趁9帖x鸦x行市轨道交通六舍号线浔峰岗～糠河沙石灰岩分椅布范围高架桥密工程恶x园x甲市地下铁道总苗公司呆251批激10张x矩x律市南海区广佛倦公路至沙涌公水路改造工程广点佛高速分离式哥立交傲X框X变省公路勘察规絮划设计院轨82坚桩基工程已完选工歪11允广西玉林凯旋打世纪广场（闯2准1献层）植广西玉林凯旋蜓世纪广场枕144稻搁12睛桂林市平山环慰卫工人廉租房凤桂林市市政局祥30湾美13位云（浮）至梧闯（州）高速公午路第冻4兆标段拣广东云梧高速膜公路筹建处金2骨78嫁桩基工程已完耐工周14考云（浮）至梧赞（州）高速公太路第班5泪标段投广东云梧高速鉴公路筹建处氧50齐桩基工程已完净工妄1年5产云（浮）至梧吹（州）高速公倡路第染9缓～业1过1锄标段引广东云梧高速结公路筹建处兼369胡桩基工程施工想中阴1尺6副佛山中海金沙拔湾高层住宅小瘦区柴中海地产发展掏有限公司廉435饱享1膏7警广贺高速贺州淘段妄广贺高速贺州悼段筹建处挖280却臂1耳8百辽宁大连保税质区大窑湾疏港塘高速公路港区扩段特大桥飘大连市保税区览规划土地管理肆局维116走尊1脚9似惠州念山至深酸圳白沙沿海高软速公路末惠州惠深岩海帝公路有限公司弱15泛精3惊、探测结果的刻工程验证孙上述工程中，渐云梧高速公足路易4窑标段（券共活27荐8够桩位）为人工革挖孔桩，其余望工程为冲孔桩画。续上述工程中，鞭基桩工程完工匹后，质检部门根采用低应变反格射波法和钻芯抢法对基桩进行着检测，其中钻霜芯法抽检比例艳为偶10珍%挂。基桩检测从烦未发现桩底及游持力层存在溶拘洞、溶蚀裂隙闪、软弱夹层或灾半边嵌岩等缺反陷。撤根据收集到的感基桩施工记录狭、基桩的抽芯崇检验报告及委密托方的用户意惹见来看，管波攻探测法对岩溶环的探测准确可篇靠，深度误差死在品0.3昂m妇以内。委托单夸位均认为管波是探测法是一种伟很有效的探测双手段，可查明赞灰岩地区嵌岩黑桩桩位范围内梁岩溶的发育和记分布情况，为蛙桩基的设计和唱施工提供可靠穿的地质依据。政根据管波探测唐成果确定的理棵想桩端高程，策可避免桩端持芹力层存在溶洞痕或半边嵌岩的眨风险。监4绵、探测结果的供钻孔验证杜1)x慰x久市狮和公路工期程汤200趴4望年拿8连月，池受乌x她x巡市市政设计研霞究院的委托，率对摸x屡x瓦市狮山至和顺馅公路主干线工催程桂和里和互巾通立交进行桌了蔽9援6杯个桩位的管波序探测工作，并饿对其中尊ZK-Y29草和召ZK-Y34书二个桩位的管桑波探测成果进亿行了钻探验证骑。桩位钻探、颠管波探测及钻坡探验证结果如疲图寨1灾、锯图砖2狭所示。般ZK-Y29毯桩位娇钻孔资料表明螺，微风化基岩翅（灰岩）面高厦程甩为伸-17则.挽28俊m高，以下无溶洞计，为完整基岩来。挎进行管波探测抹后，管波探测机法解释在宪-17.6贷0惯～挥-19.74中m渐高程段为岩溶己发育段，旷-19.74繁m抵以下才是完整阶基岩段。屑ZK-Y34蜂桩位捉钻孔资料表明泳，微风化基岩歉（灰岩）面高歪程何为净-33浑.半36貌m抱，以下无溶洞华，为完整基岩巩。峰进行管波探测协后，管波探测筑法解释在骑-腰32摊.孙8昆0瓜～样－梯33尖.覆5虎m管高程段为岩溶某发育段，列－瓜33乓.仔5然0歇以下为完整基跳岩段。疑为了验证管波雀探测法的有效岔性，分别在渔ZK-Y29筑和仓ZK-Y34袜孔四周各布置臣四个钻探验证饲孔（共八个）驶，钻探验证孔工均距离原管波娱测试孔柄0.7m驻，以验证：=1\*GB3狱①闷管波探测法解臣释的岩溶发育悲段是否存在；=2\*GB3陆②扭解释的完整基融岩段是否完整巷。次在冒ZK-Y29咱探测孔的四个群验证孔（编号足为芽ZK-Y29旦－本1柜～吓ZK-Y29各－拐4锡）中，宵ZK-Y29央－锋3诊在高跌程稠-18.5典5明～环-19.66殊m爽发现一处溶洞很，四个验证孔狼的基岩面高程再分别刻为光-17.7守3缺、淡-20.0劫2移、铁-17.5污3著、拖-16.93康m膝，除阁ZK-Y29短－辣3摔外，其余孔基熟岩面以下岩石好完整，仗ZK-Y29聪－渠3辈孔在高夏程灌-19.66围m兼以下岩石完整情。从厦ZK-Y29宵－爷2报孔基岩面以上澡存在大讲于哭2置m邻的卵砾石溶洞尺充填物分析，轨ZK-Y29姿桩位钻孔旁存燕在一开口型溶铅洞，其高程童为紧-17.7傻3遇～机-20.02与m汉，高主程针-20.02雾m猫以下岩石完整积。这与管波探者测法解释的高干程开-17.柏6被～签-19.74深m教为岩溶发育段贡，高门程沙-19.74形m洁以下为完整基瓜岩段吻合，高总程误差小摘于少0.3后m温。仓在坚ZK-Y链3寸4档探测孔的四个荣验证孔（编号贯为迫ZK-Y霸3丢4候－扣1泼～沉ZK-Y你3李4硬－朴4勺）中，罩ZK-Y窑3棋4某－职2香在高材程途-27.6蒜0炸～斩-33.55疑m笛发现一处溶洞样，四个验证孔顷的基岩面高程哗分别相为居-32.8扩5滩、渗-26.7债0偷、平-32.0颈5法、荣-31.70列m疾，除袖ZK-Y弃3治4头－帖2假外，其余孔基朴岩面以下岩石炮完整，副ZK-Y芹3亚4峡－好2丹孔在高乐程龙-33.55聚m扎以下岩石完整哲。分析这四个垦验证孔的地质僚资料，我们认魄为弯ZK-Y如3杏4使－晌2锤孔在高纵程虫-26.7蔑0俯～敏-27.6装0叠的灰岩为一残舱留岩块隶或谢“粒鹰件嘴煎”泊，念ZK-Y漫3势4页桩位钻孔旁存刑在一开口型溶赤洞，其高程鸭为贫-32.8群5抽～右-33.55鼓m砍，高捉程嫌-33.55滑m撤以下岩石完整闪。这与管波探锦测法解释的高专程漆-32.8申0血～草-33.5倡m押为岩溶发育段希，高梯程柱-33.50傍m奇以下为完整基烤岩段吻合，高卷程误差小兔于俗0.1建m止。名通过验证孔揭兼露的地质情况夸，可得到如下棋结论：良（纷1袋）管波解释的稼完整基岩段在殿全部验证孔中丸均是完整的，毯管波解释的完密整基岩段是可末信的；熄（农2迅）管波解释的守岩溶发育段的松确存在，管波握探测法的确可旋探测到测试孔族外一定范围内糊的岩溶。递图旬1居、则ZK-Y2轮9散钻孔的管波探乐测成果及其验耍证瞎图帜2混、颠ZK-Y3痕4进钻孔的管波探辞测成果及其验拜证冻2)x故x骂地铁五号线工斜程黄受吧x毒x扒市地下铁道总罩公司委口托贺,筑在详勘阶段布对耳x蛾x华地铁五号线滘坐口至大坦沙区腊间灰岩分布段窗进行管波探测相。为了验证管欲波探测成果，兽业主委部托遮x那x阻市地下铁道设参计院榜对剪W8累D秘、惩D6凭D翻、瓣D6绘A兰、渡D4是A利等富4胀个桩位的管波蚊探测成果进行第了钻探验证。放验证时，在每陡个桩的桩周各恳布四个孔进行粥钻探取芯，验塘证孔距桩中心从约债1.5祥m鹅，符图戚3沸为其啄中谦W8滩D任桩的验证情况盆。轻x畅x制市地下铁道设宜计院在验证报察告中总妙结缝4六个桩臂共枣1野6宗个钻探孔的验曲证情况，出具兽的验证意见如功下：芒（笔1亦）管波探测法思发现了钻孔旁娱侧的岩溶、溶粪蚀裂隙，其探钻测范围远大于伴钻探口径，弥绝补了钻愿探输“掀一孔之察见匪”烛的不足，适用学于灰岩分布区采嵌岩桩桩位的容勘察，特别是蒸大型的重点工龙程项目；厚（喉2信）管波探测法片解释愤的斗“法完整基岩习段瘦”仗内，钻探验证枯证明绝对正确略，地质解释崖的漂“鹊岩溶发育呼段插”肆，钻探验证证圣明大部分正马确拌,俩个别存在着程军度上的误差；否（歪3狸）根据管波探帅测成果确定的挤理想桩端高程脸，可避免桩端朝持力层存在溶厨洞或半边嵌岩误的风险。罪图艳3希、地铁五号部线洽W8耻D系桩位管波探测克成果的钻探验寇证情况田第三章、方法形的优势哲在石灰岩场地枣进行勘察，承含程。岩溶发育在娱宏观上具有规各律性，但在桩讨位范围的局部坏区域，岩溶形优态、延伸及分深布缺乏规律。绿目前，一般工罚程通常采用规味范强制规定的筒一桩一孔的方劫法进行桩位勘踩察。根据一桩眨一孔资料设计畏桩端高程，在花抽芯检验时，冶往往会发现桩势基部分嵌岩、扫桩底持力层中板溶洞发育等等极安全隐患。一朝旦发现，将耗止费大量的资金昏及时间进行补爹强。陪部分工程采用捡成本高、工期股长的一桩多孔敏超前钻探方式偶进行桩位勘察灾，虽然可降低份上述风险，但角是不能完全避确免。摊为了查明岩溶箩发育情况，怒挎敲注工程物探可划逮分为地面物探扁和孔中物探。鼠地面物探可查啊明场地土洞和庆岩溶发育的宏慈观规律，但由午于受其精度及罗准确性的限制妥，难以满足桩裁位勘察的要求院。垂孔中物探也可钳分为跨孔法和温单孔法。现时蒜的跨孔物探方具法主要有跨猛孔稀C貌T躬层析成像（如葱弹性挽波持C酬T门、电磁除波捉C请T悦、电阻饰率抹C剧T茅等）。由于跨治孔法需要邻近世钻孔的配合，症勘察成本高、剑工期长，不常拌用于桩位勘察押中。跨孔法的咏探测范围为钻锣孔之间的切面利，无测线穿过据的区域是探测肠的盲区。垂现时的单孔物档探方法主要有铲弹性波测井（贤如亡P悼S毛测井、声波测巾井）、放射性可测井（鸟如径γ龄测井或、菊γ睛–智γ遵测井、中子测锁井和能谱测井丽等）、电测井葵（如电阻率测则井等）、孔中柴电视、电磁测胖井（如孔中雷驼达）。除孔中估雷达外，其他界单孔物探方法出的作用主要是渣获取孔壁岩土镰的物理参数、摘辅助钻探进行寸地质分析。孔零中雷达可探测妥到孔旁目的体惊的分布情况，罗但由于采集得苍到的雷坝达图像中包含肝较多与目的物搭无关的反射（痛假异常），容闹易导致错误的勤地质解释结果凳，且孔中雷达荡设备的价格昂农贵，依赖进口掌，押难以大量用于辅桩位勘拼察中榆。染管波探测法的裙发明很好地弥翅补了上述各方透法的不足之处鉴，非常适用于药桩位岩溶、软啊弱夹层的勘察熟。管波探测法配具有以下特点唉：=1\*GB3群①钩管波具有能量盲强、衰减慢、波传播速度与展孔旁围岩切剪明波速度密切相泪关等特点，由陆孔旁岩溶、软黎弱夹层及裂隙础带引起的管波俯异常易于识别野，异常的地质轰解释具有唯一撕性，勘察成果颈可靠性高；=2\*GB3面②罗探测孔旁洞穴暑大小的分辨能霜力强，垂向探遍测精度高；=3\*GB3垦③严对勘察仪器设管备的技术要求假低，勘察设备辟投资少；=4\*GB3观④免施工工期短，论成本低；半以下为管波探私测法与其它桩演位勘察方法之贸间的对比：牢方法辆需要重钻孔数勇勘察沈费用怕勘察阴工期掀优势汇缺陷宪一桩一孔龄1去低康短遮工期短、费用茅低晒无法探明孔旁望（桩位）岩溶悟、桩侧临空面域一桩多孔击3~5号较高缎较长狭“掠眼见为盼实莫”趴，可探明基桩档范围内的溶洞统、溶蚀裂隙、会软弱层等地质命情况，可评价赚基桩持力层的深完整性孤难于探明桩侧竭临空面。工期伐长、费用高匪跨捞孔段CT膝3~5歉高杀长佣可详细探明桩诚位、桩侧岩溶俩、基岩面起伏蹦、临空面等地曲质情况，可评触价基桩持力层泻的完整性，精钓度高蜘工期长、费用姐高、存在盲区念孔中雷达钻1纪较低拴较短吉可调查桩位的色不良地质体，捏工期较短、费影用较低逝地质解释结果结多解性强、可州靠性低，不适节宜评价基桩持姜力层的完整性形，不能分析不笋良地质体平面魂上的方位闸管波探测法盆1份较低伞较短色可探明基桩范豆围内的溶洞、屯溶蚀裂隙、软松弱层等地质情哈况，可评价基蔑桩持力层的完臣整性。工期较第短、费用较低屯、精度高誉不能探明基桩局范围外的不良既地质体、临空肉面，不能分析走溶洞距探测孔后的距离及平面正上的方位倦第四章、管波杯探测法探测原修理悉一、管波的激竹发、传播机理花根据弹性波理艇论，在弹性介舅质中传播的振秘动，按传播空袭间可分为体波界和界面波。体安波在无限空间设中传播，包括桶纵波（压缩波劫）和横波（剪妖切波）。界面欠波在波阻抗界方面附近传播，伍包括瑞利波、话斯通莱波、勒忌夫波等。惧当相互接触的碌两种介质一种玉是流体另一种慕是固体时，流栽体的振动会在饥两种介质的分临界面及其附近悲产生沿界面传隆播的界面波，押称做广义的瑞姓利波乓（幼R刃ayleig手hwave胳s往）。刚在液体填充的摆孔内及孔壁上鞭，广义的瑞利缘波沿孔的轴向郑传播，称作管姨波（关Tubew照aves卡）。常见的管沫波有两种类型捡，一种是斯通莫莱波（桌Stonel发eywav购es贫），沿孔壁传恢播，并在围岩独中呈指数衰减称；另外一种是灶准瑞利波（又昂称为伪瑞利波量），它是一种菊导波，大部分读能量集中在流房体内，在围岩痰中也呈指数衰告减。这两种波叛都有波散特性限，相速度随频帽率的不同而变核化。在横波波担速高于流体纵躬波波速的介质斯（高速介质）潮中，斯通莱波天有轻微的波散挣现象。在低频欢端，斯通莱波修的相速度和群横速度都接近孔造内流体的纵波亚波速疗的朴0扬.9慌倍。在高频端但，斯通莱波的识波速趋于围岩寒中的横波速度骤。准瑞利波具吐有明显的波散钳特性，并有一灰个最低频率，桐低于该频率的啦准瑞利波不存刑在，在该频率跟处其速度等于珍围岩的横波速文度漠V盾sr最。在充填液体亏的硬质岩石钻昆孔中，这个最测低频率约为雪10kHz定。因而准瑞利搞波具有低截特沸性。在高频端级，准瑞利波的佩波速趋于围岩推中的横波速度矛。化孔中流体的任环何振动，几乎泰都能产生管波矿（斯通莱波及井是准瑞利波）傍，管波的初始稼频率和管波源膏的频率相同。尽两种类型管波缸均沿钻孔的轴遇向传播，都具势有前推式的质降点运动轨迹，畜在轴向切面内愉是一系列椭圆陪。质点位移的匪径向分量在钻适孔中心辆是事0除，在孔脚壁处，径向位决移达到最大值渐，在孔壁以外仅的围岩中随着庆离开孔壁的距鼓离按指数规律悟减小。质点位予移的轴向分量袜在流体中相对穗来说是一常数析，在孔壁上发幸生间断，振幅插下降了几百倍罚，在孔壁以外玻的围岩中亦随威着离开孔壁的该距离按指数规制律减小。布根据管波探测酷法现有发射设谎备的情况，发君射振动的频带阵范围疑为米400~30怜00H扮z墓。实际采集到宁的管波为斯通原莱波。潮图皮5伐为斯通莱波传克播过程中质点右的运动轨迹及匀幅度的示意图循。图5、斯通莱波传播过程中质点的运动轨迹及振动幅度批由于孔内流体胶吸收作用很小筹，管波频率和增幅度变化缓慢葵，所以，尽管钱经过了一定距旱离的传播，管竖波能量依然很保强，管波的频觉谱与管波源的工频谱基本一致厕。和其它类型遍的波动一样，眠在传播方向遇确到波阻抗差异塌界面时，管波照也会发生反射刺。在钻孔孔液嘴和孔壁外一定么范围内，发生值反射的波阻抗窝界面有：图5、斯通莱波传播过程中质点的运动轨迹及振动幅度咬a按、孔径变化处页；b、液面处；c、孔底；采d旧、孔壁波阻抗咳差异界面。勒以往对界面波笼的研究表明，榜界面波的能量继集中在界面以塘外半波长的范绳围内。实测资惊料表明，管波秆的探测范围亦招可以用管波的努半波长确定，国管波的探测范毫围为以钻孔中帅心为轴心，管短波的半波长为耽半径的圆柱状烛区域。管波的船传播速度极为河稳定，可通过弱改变管波源的欧频率来改变管剖波的探测范围渐。迹二、管波的探夏测原理拾从管波的传播止机理可以得出锈：谁a份、管波在孔液销和孔壁以外一爱定范围内沿钻接孔轴向传播，贫除在孔径变化属、孔底和孔液陈表面处产生反耻射外，在管波套的有效探测范月围内的任何波炼阻抗变化都会驼产生反射。在解钻孔周围的圆骗柱状空间，这焦种波阻抗的变柴化必定是由于屑钻孔旁侧的岩便性差异及土洞嘱、溶洞、软弱斤夹层等不良地削质体的存在造喊成的。因而可蓝通过分析反射怎管波来确定钻素孔旁侧是否存哈在岩性差异及颂不良地质体。燥b赔．管波在孔液衰和孔壁以外一六定范围内沿钻概孔轴向传播，错可把孔液和孔犯壁以外一定范棵围内的岩土层毕等效成一维杆枯件，管波在等走效的一维杆件览中沿轴向传播双。其运动学方秃程可大为简化腔，解释方法更扑为简单。与一献维杆件中沿轴作向传播的振动仗的区别在于，告一般认为，在泽一维杆件中沿闲轴向传播的振滋动在相同的杆结件横截面上，暗振动的能流密速度处处相等。吴而管波传播的乐等效一维杆件开中，振动的能库流密度是不相版等的，距钻孔碑近的区域能流阔密度大，远离匀钻孔的区域能斗流密度小。臣c终．由于管波具王有能量强、衰添减慢、传播速瓦度与孔液纵波名波速相当的特谱征，反射管波讲的能量很强，喇在使用固定收阔发间距的一发恼一收探测装置扭采集的时间剖锅面上很容易识冤别，异常明显嫁。垂三、管波探测柴法的探测装置图6管波探测法的工作装置速管波探测法的汁探测装置如龙图贫6梨所示，把发射芬仪的发射换能旦器和记录仪的巨接收换能器按躲