波速测试技术细则

HZCS/C-15 波速测试技术细则

1、测试目的

城市高层建筑的地基抗震设计需要了解土质动力参数，而取得这些参数的测试手段以波速测试最为简便、经济、精度较高。同时波速还可以换算其它参数，如动弹性模量(Ed)、动剪切模量(G)、动泊松比(ρ)等，为设计提供重要数据。

2、相关规范

《城市勘察物探规范》CJJ7-85。

3、仪器与设备

3.1 用于波速测试的仪器有：

3.1.1 检波器：可用地震勘探所使用的检波器，如DZJ5-71型。

单孔法测波速用三分向检波器，是将三个检波器按X、Y、Z三年方位装置于一个密封容器内构成。

检波器在水下使用时，必须密封防水。

3.1.2 记录仪：可使用地震勘探的多道地震仪（不可用打点记录仪器）。仪器的使用要求参考地震勘探有关部分。也可用光线示波仪配以适当的放大器。

3.2 用于波速测试的振源应符合下列要求

3.2.1 在地面激发剪切波的激发木板尺寸为：长2.5～3.0m，宽0.3～0.4m，厚0.06～0.10m。木板上应压重物，一般应大于500kg（测试深度为30～40m）。通常以汽车的前轮或后轮作为板的载重物，既方便，效果也好。

3.2.2 为了改善木板与地面的接触条件，在湿度大的土层上，必须垫上一层干砂或干土；也可在木板上钉有一定数量的齿片或铁钉，以保证激发板与地面接触良好。

3.2.3 激发板距井口一般为2～4m。为避免浅处高速地层界面可能造成的折射波的影响，最小测试深度应大于激发板至孔口的距离。

3.2.4 激发板的安置要避开地下构筑物、墙基、路面等。冬季工作时，激发板要放在冻土层下，以免造成波的干扰。

3.2.5 激发板应垂直于板中心和孔的连线，敲击力的方向必须和板的轴向平行，以免造成纵波分量过大。

3.2.6 跨孔法振源的激发可在钻杆前端加标准贯入器敲击孔底产生纵波(P)和横波(S)。

3.2.7 跨孔法“孔底锤”是理想的横波振源，而且正、反向敲击能产生一对极性相反的波形。

三分向检波器可用六芯三组屏蔽电缆，屏蔽线应与外壳接地。电缆外表必须有橡胶保护层。

4、野外工作

4.1 观测间距应符合下列要求：

4.1.1 单孔法观测间隔不小于2m，最好按地层分层来测试单一地层的波速值。

4.1.2 跨孔法孔间距一般为3～4m，当欲测低速、薄层波速时，为考虑相邻高速层所造成的折射影响，孔间距视具体情况而减小。

4.1.3 要求钻孔尽量垂直。当用跨孔法，孔深超过15m时，必须用倾斜仪测量倾斜度和方位，以便准确推算出测试位置的孔间距。

4.2 波的接收为：

4.2.1 当通过孔底或孔壁接收地震波时，检波器必须和孔底或孔壁(可用气压或水压贴壁方法)接触紧密。

4.2.2 一般接收孔可用泥浆护壁，当必须下套管时，套管必须和土层接触紧密，必要时在间隙中用高压泵填充水泥浆。

4.2.3 当用跨孔法时，各接收孔中的检波器一般只需安置一个垂直向检波器即可。而用单孔法时，则要用三向检波器。

5、室内工作

5.1 波形记录应符合下列要求：

5.1.1 波形记录要清晰，干扰背景要最小，振幅不得过大或过小，以2～3m为宜。

5.1.2 时间线要均匀一致，记时讯号线清楚准确。

5.1.3 应尽量取得纵波资料，尤其是水位以上土层的纵波资料。

5.1.4 横波的辨认，一般利用下列特征：

5.1.4.1 波形记录上有纵波向横波转换位置；

5.1.4.2 横向联合波振幅有明显增强；

5.1.4.3 正、反向激发，横波波形记录有相应把向180°的现象。

5.2 用单孔法时，应将各测来读时绘制成距曲线，并与地层柱状图绘在同一表格上。

5.3 进行斜距校正：

单孔法因激发板离开孔口有一定距离(2～4m)，地震波行走的路程是斜距而不是垂距，但计算波速采用垂距时，应将斜距读时校正为垂距读时，校正方法，可用下式：

t＇=t·

h √x+h

式中 t＇—垂距读时；

t —斜距读数；

h —垂直距离；

x —激发板到孔口距离。

5.4 波速计算方法为：5.4.1 单孔法：

v= h t+l-ht

=

⊿h t t h+l-t ⊿t

式中⊿h t—两次测试位置之差；

⊿t —两次测试读时之差。

5.4.2 跨孔法：

v=

x ⊿t

式中 x —经过测斜校正后，两孔实际间距；

⊿t —地震波分别到达两孔时的时差。