表面波法确定卵石土地基承载力模型研究
瑞雷面波检测强夯地基方法说明
瑞雷波检测强夯地基方法说明及实例2011.1.211：前言（1）瑞雷面波是一种沿介质自由表面传播的弹性波，由英国科学家瑞雷（Rayleigh 1887）发现和数学论证。
随着面波探测在天然地震和工程勘察领域中的应用，面波理论在原理、测量技术和数据处理方法上，都得到很大的发展。
了解面波的原理是有效应用面波测深的基础。
面波勘探，也称弹性波频率测深，是一种新的浅层地震勘探方法。
面波分为瑞雷波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低，容易识别也易于测量，所以瑞雷波勘探一般是指瑞雷面波勘探。
面波探测中取得地层频散特徵的技术方法目前有两种。
一种是用可控频率的激震器，分别激发不同频率的面波，在不同距离的两个通道上记录面波的振幅，计算该频率的相速度。
第二种是用冲击震源激发包括较宽频带的面波脉冲，在不同距离的多个通道上记录面波，用分频的数据处理方法计算频带范围内的面波相速度。
除第二种方法有可能区分面波的模态外，两者从原理上没有本质的差别。
瑞雷面波的振动包含水平和垂直两个分量。
从原理上看，在复杂情况下综合利用两个分量，有利于区分面波的模态，但目前一般仅测量面波地表振动的垂直分量。
面波探测的数据处理分两个步骤：1. 由面波的时距数据求取频散数据，其中包括区分出基阶模态和不分模态的两种做法。
2. 由频散数据计算地层弹性参数，实质是采取地层模型参数迭代优化的方法。
其中模型正演目前又有传输矩阵法和刚度矩阵法两种。
以基阶模态频散数据为基础的面波测深方法，频散数据特征和地层结构的关连比较直观，分层反演也比较容易实现。
对于波速总体随深度增加的常见地层结构，如果采集多道地震记录并转换到频率波数域，也不难单独提取出基阶模态的频散数据。
线性排列的多道地震记录，涵盖了面波离开震源不同偏移距的表现，综合到频率波数域提取的频散数据，虽然会引入一定的平均效应，但是在水平层状地层的条件下，不仅有利于反映不同深度地层的影响，也有利于提高原始数据的信噪比。
面波勘探技术在强夯地基处理效果检测中的应用
面波勘探技术在强夯地基处理效果检测中的应用•摘要：面波勘探是近几年发展起来的一种新的浅层地球物理勘探方法，具有简便、快速、经济、分辨率高、成果直观、适用场地小等优点。
文章介绍了面波勘探技术的探测原理、主要特点以及野外测试方法，并通过在强夯地基检测中的应用实例说明其在工程中的应用效果。
关键词：瑞利面波；瞬态法；强夯地基检测；对比试验一、面波勘探技术概述面波勘探，也称弹性波频率测深，是国内外近几年发展起来的一种新的浅层地震勘探方法。
面波分为瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低，容易识别也易于测量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。
人们根据激振震源的不同，又把面波勘探分为①稳态法、②瞬态法、③无源法。
它们的测试原理是相同的，只是产生面波的震源不同罢了。
目前常使用瞬态面波法进行勘探。
二、勘探原理面波是一种特殊的地震波，它与地震勘探中常用的纵波（P波）和横波（S波）不同，它是一种地滚波。
弹性波理论分析表明，在层状介质中，拉夫波是由SH波与P波干涉而形成，而瑞利波是由SV波与P波干涉而形成，且R波的能量主要集中在介质自由表面附近，其能量的衰减与r-1/2成正比，因此比体波（P、S波∝r-1）的衰减要慢得多。
在传播过程中，介质的质点运动轨迹呈现一椭圆极化，长轴垂直于地面，旋转方向为逆时针方向，传播时以波前面约为一个高度为λR（R波长）的圆柱体向外扩散。
在各向均匀半无限空间弹性介质表面上，当一个圆形基础上下运动时，由它产生的弹性波入射能量的分配率已由Miller（1955年）计算出来，即 P波占7%、S波占26%、R波占67%，亦就是说，R波的能量占全部激振能量的2/3，因此利用R波作为勘探方法，其信噪比会大大提高。
三、野外工作方法应用瞬态面波法进行现场测试时一般采用多道检波器接收，以利于面波的对比和分析。
当锤子或落重在地表产生一瞬态激振力时，就可以产生一个宽频带的R波，这些不同频率的R波相互迭加，以脉冲信号的形式向外传播。
面波法检测实施细则 (2)
面波法检测实施细则面波法是一种非破坏性检测技术，广泛应用于地质勘探、建筑结构检测等领域。
面波法检测实施细则是指在进行面波法检测时应该遵循的一系列规定和步骤，以确保检测结果的准确性和可靠性。
本文将从面波法检测的原理、仪器设备、实施步骤、数据处理和解释等方面进行详细介绍。
一、面波法检测原理1.1 面波法是通过记录地表上的地震波信号来获取地下介质的信息。
1.2 面波法利用地表上的地震波信号的传播速度和频率特性来推断地下介质的性质。
1.3 面波法检测原理基于地震波在地下不同介质中传播速度不同的特点。
二、面波法检测仪器设备2.1 面波法检测通常使用地震勘探仪器和传感器。
2.2 地震勘探仪器可以记录地表上的地震波信号，并将数据传输到计算机进行处理。
2.3 传感器用于测量地面振动信号，以获取地下介质的信息。
三、面波法检测实施步骤3.1 确定检测区域，并进行地质勘察。
3.2 铺设传感器网格，保证传感器之间的间距均匀。
3.3 开始记录地震波信号，并进行数据采集。
四、面波法数据处理4.1 对采集到的地震波信号进行滤波处理，去除干扰信号。
4.2 进行速度分析，计算地下介质的速度剖面。
4.3 利用反演算法，将速度剖面转换为地下介质的结构模型。
五、面波法数据解释5.1 根据地下介质的速度剖面和结构模型，解释地下介质的性质。
5.2 结合地质勘察和其他地球物理方法的结果，对地下介质进行综合解释。
5.3 提出地下介质的结构特征和可能存在的问题，为后续工程设计和施工提供参考。
综上所述，面波法检测实施细则包括了检测原理、仪器设备、实施步骤、数据处理和解释等方面的内容。
在实施面波法检测时，应该严格按照规定的步骤和要求进行操作，以确保检测结果的准确性和可靠性。
希望本文能够帮助读者更好地了解面波法检测，并在实际工作中得到应用。
3.瑞利波确定地基承载力-付平
15卷 1期 河 北 地 质 学 院 学 报 Vol. 15 No.1 1992年 JOURNAL OF HEBEI BOLLEGE OF GEOLOGY 1992利用瑞利面波勘探技术确定地基承载力*付平 薛申芳 (河北地质学院) (河北邢台师专)摘 要作者通过解波动方程得到了瞬态和稳态震源激发的瑞利波场中质点位移的解析表达式，明确了在不同震源条件下瑞利波随深度衰减的具体规律明显不同。
进行了用瑞利波速度确定地基的工程力学参数的实验，并通过比较室内土工实验证实了其有效性。
引 言英国学者Rayleigh 于1887年首先在理论上确定了自由界面附近瑞利面波的存在。
在以往的地震勘探中，这种瑞利面波被作为干扰波。
近年来，国内外学者对瑞利面波进行了深入的研究，在理论和应用方面都取得了较大的进展，利用瑞利波进行勘探变为现实。
（K. Aki and P.G. Richards [1]，1980；P. Gabriels, R. Snieder and G . Nolet [2], 1987；L.Gereben [3] 1989 ；杨成林[4]，1989；张宝山[5]，1988。
吴世明等[6]，1988）。
本文作者研究了前人所做的工作，认为有两个重要问题需要解决：第一，前人的绝大多数工作是将在三维介质中由点震源激发的瑞利波场简化成由一个无限长的线震源激发的瑞利波场来讨论的。
这样虽然可使问题大为简化，但这种近似得出的结果与实际情况相差甚远。
第二，前人没有区分是由一个稳态震源还是由一个瞬态震源产生的瑞利波场[1]。
事实上，这两种场有较大的差别。
本文作者推导出了稳态的和瞬态的点震源在三维介质中产生的瑞利波场的解，进行了理论计算和野外实验，并用R 波速度确定地基的各种力学参数。
1 瑞利波在半无限大空间的传播设Z ≥0为弹性空间，点震源位于坐标原点，且介质中的每点都作简谐运动，时间因子为ipt e 设u 、v 、ω分别表示质点沿x 、y 、z 方向的位移，则波动方程的表达式为：是介质的密度是弹性系数是拉梅常数式中ρμλθωμθμλωρμθμλρμθμλρ ,)1()()()(222222222zuy u x u z tv y t vu x tu ∂∂=∂∂=∂∂=⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧∇+∂∂+=∂∂∇+∂∂+=∂∂∇+∂∂+=∂∂以下假定所引入的力关于z 轴对称，我们在柱坐标（r,θ,z ）中讨论问题。
建筑物地基基础承载力分析的数学模型及其算法研究
建筑物地基基础承载力分析的数学模型及其算法研究建筑物地基基础承载力分析是一项关键的工程问题，直接关系到建筑物的安全性和稳定性。
为了准确预测建筑物的承载力，许多研究人员提出了各种数学模型和算法。
本文将对几种常用的数学模型和算法进行分析和研究，探讨它们的优缺点及适用范围。
一、Winkler模型及其算法Winkler模型是最基础也是最常用的地基基础承载力数学模型之一。
在该模型中，地基被视为由无限个独立的弹性基础单元组成，在垂直向上受到建筑物荷载作用时，每个单元的变形程度与地面应力发生关联。
该模型的算法通常采用有限差分法或有限元法等数值计算方法。
二、半解析解法半解析解法是一种常见的地基基础承载力分析算法，它结合了解析解法和数值解法的优点。
该算法的核心思想是将复杂的地基结构简化为一系列解析解能够适用的基础，通过叠加这些解析解的结果获得整个结构的反应。
该算法适用于一些较为简单的地基结构及荷载情况，但对于复杂的情况需要使用其他更为精确的数值解法。
三、弹性半空间模型弹性半空间模型是建筑物地基基础承载力分析的一种常用数学模型。
该模型考虑了地基土壤的弹性特性以及地下水位等因素的影响。
通过建立弹性半空间的有限差分或有限元模型，可以计算出建筑物地基基础的力学响应。
该模型的算法通常使用迭代法或直接求解法等数值计算方法。
四、Plaxis计算软件Plaxis是一种广泛应用于地基基础承载力分析的专业计算软件。
它集成了各种数学模型和算法，并提供了友好的用户界面来进行模型的建立和计算结果的分析。
使用Plaxis可以方便地对不同类型的地基基础进行承载力分析，并得到准确的计算结果。
总结：建筑物地基基础承载力分析是一项重要的工程问题，需要运用数学模型和算法来准确预测建筑物的承载力。
在本文中，我们分析和研究了Winkler模型、半解析解法、弹性半空间模型和Plaxis计算软件等几种常用的数学模型和算法。
每种模型和算法都有其适用范围和优缺点，需要根据具体情况选择合适的方法进行建筑物地基基础承载力分析。
面波法波速测试在岩土工程勘察中的应用
面波法波速测试在岩土工程勘察中的应用【摘要】本文简述了面波法波速测试方法的工作原理、现场施测技术以及数据处理和资料分析过程。
运用工程实例说明了面波法波速测试技术在岩土工程勘察中的应用和效果。
【关键词】波速测试技术；瑞雷面波；频散曲线面波法波速测试技术是地震勘探方法之一，也是地球物理勘探技术的一个分支，目前已广泛应用于第四系地层的划分，地基处理效果评价探测地下空洞，评价饱和砂土的液化，计算各种弹性动力参数，评价地基的承载力等，并取得了良好的应用效果。
一般来说，面波法波速测试可原位测定瑞雷面波（R波）在岩（土）体中的传播速度，从而避免了室内测试所带来的误差，它能有效地解决许多地质问题，诸如确定建筑场地类别能快速、经济的对场地进行分层，并给出每层的剪切波速度等；并可计算工程动力学参数，如动剪切模量、动弹性模量等。
1、面波基本原理及工作方法1.1基本原理面波（瑞雷面波）和折射波法、反射波法一样，它也是利用弹性波场特征进行勘探，只不过面波波场特征与体波有较大区别。
在相同的介质中，纵波波速最快，横波次之，面波最慢。
在层状介质中，拉夫波是由SH波（水平方向S波）与P波干涉形成的，而瑞利波是由SV波（垂直方向S波）与P波干涉而形成，且R波的能量主要集中在介质自由表面附近，其能量的衰减与r-1/2成正比，因此比体波（P、S波∝r-1）的衰减要慢得多。
在传播过程中，介质的质点运动轨迹呈现一椭圆极化，长轴垂直于地面，旋转方向为逆时针方向，传播时以波前面约为一个高度为λR（R波长）的圆柱体向外扩散。
面波勘探是按照测网的布置，在测点上逐点进行观测，每一个测点根据地质任务和勘探深度的要求，测得一条频散曲线，利用频散曲线的速度进行分层、计算有关参数等，从而达到岩土工程勘察之目的。
1.2基本工作方法在外业工作正式开展之前，首先在测区平坦地带上做展开排列试验工作，进行现场干扰波调查，识别地层的各种地震波列信号特征，确定测试方法的观测系统及参数。
卵石地基的勘测方法及承载力分析
值 给定砂 卵石地基承载力 的标准值 ， 具体分析过程如下 。
在 实际测试的过程 中 ， 很多 因素 都会对 试 验结 果造 成影 响 ， 据 的准确性 ， 需要对一些 异 常数据进 行鉴别 ， 并 舍弃部 分数据 ， 比
． １ 数 据 处 理 方 法 的 选 择 该砂 卵石 地层 具有斜 层理 和交 错层 理 的特点 ， 沿 水流 方 向 ， ３
混凝土 的 灌 注 时 ， 应 确 保 导 管 底 部 距 离 孔 底 的 高 度 控 制 在
量控制 ［ Ｊ ］ ． 长江工程职业技术学 院学报 ， ２ ０ １ １ （ ３ ） ： ５ ４ － ５ ５ ． ３ ０ ０ ｍｍ一５ ０ ０ ｍ ｍ， 导管第 一次埋 入 混凝 土 面下 的深 度不 得 少于 ［ ４ ］ 娄 津． 谈钻 孔灌 注桩 施 工的质量控 制要 点及 防治 ［ Ｊ ］ ． 山 １ ｍ。通常情况下导管 的埋深应控制在 ２ ｍ一 ６ ｍ之 间， 在施工 中 西建筑 ， ２ ０ １ ２ ， ３ ８ （ １ ） ： ８ ０ － ８ １ ．
３ ． ６ 钢 筋 笼 的制 与 吊放
的高差 。灌注过程 中 的故 障应 做好备 案记 录 。桩 顶混 凝 土浇 筑
． ５ ｍ ～１ ｍ， 之 后将 桩 顶部 分 的浮浆 层 凿 钢筋笼应一次制作绑扎成 型 ， 螺旋箍 筋和加劲 箍筋均 采用单 完成应高出设计标高 ０ 确保凿 除之后 混凝 土 的设 计 高度满 足要 求 ， 并 且强 度达 到要 面搭接焊 ， 螺旋箍筋 与主筋 绑扎 连接 ， 加劲 箍筋 与主筋 错位 点焊 除 ， 求 。灌注桩 的混凝土 的实 际浇筑量不得 少于计算 体积 。 连接 。在检 验成孔 质量合 格后 ， 再 吊放钢 筋笼 ， 下放钢 筋笼 应用 轮式起重机或塔 吊一 次吊放入 孔 ， 入孔 时应对 准孔位轻 、 慢 吊放 ， ４ 结 语 从工程实施效果 来看 ， 灌 注桩 能够有 效地 提 高桩基 承 载力 ， 笼 沉至标高后 ， 再 次检查 钢筋笼 的中心位置 是否 偏移 ， 是 否符合 而且能减小施工成本 。文章 以某 建筑工程项 目为例 ， 对 其采用 泥 规 范。 浆护壁钻冲成孑 Ｌ 灌注桩施工工艺 ， 系统 总结 出灌 注桩施 工过程 中 为避免 损坏孔壁 ， 钢筋笼下放过程 中可一边下 放一边 旋转 。钢筋
4实验四地震勘探实验（面波法）
4实验四地震勘探实验（面波法）实验四地震勘探实验（面波法）一、实验原理瑞雷面波法用于勘探，与以往的弹性波法（反射波法和折射波法）差别在于：它应用的不是纵波和横波，而是以前反射波法和折射波法视为干扰的面波。
其原理是：面波具有频散的特性，其传播的相速度随频率的改变而改变。
这种频散特性可以反映地下介质的特性。
瑞雷面波的特点：瑞雷面波速度低、瑞雷面波在介质中泊松比在0.4~0.5范围内，面波速度与横波速度关系基本接近、瑞雷面波对地层的分辨能力，决定于频率，频率高则分辨能力强。
上图为72道的面波采集记录：震源在左上角，同一震源下的直达波、折射波、反射波和面波遵循各自的传播规律，分布在不同的区域。
其中面波传播的特征：近震源处发育、震幅大、传播速度低。
上图为实际勘探过程中采集得到的面波记录：以近震源、小道距、长采样、宽频率激发、低频率接收。
工程检测方面的应用实例：上图采集地点为：云南某高速公路的路基检测，检测深度为4米。
由图中的“频散曲线”分层可以看出：每层的厚度约在0.3米-0.5米。
填筑路基施工是分层进行，松散料经过压实，达到压实度后再进行下一层的填料。
图中频散曲线的拐点清晰，分析的层厚度在0.35米-0.5米之间。
二、实验目的1.了解面波法的原理；2.了解面波法工作布置及观测方法；3.掌握面波法数据采集、处理和解释，熟练操作相关软件。
三、实验仪器SWS型多波列数字图像工程勘察与工程检测仪。
该系统由主机、多芯电缆、检波器、触发器、震源（大锤或炸药）、铁板、直流电源、直流电源线以及数据采集、处理和解释软件等组成。
四、实验步骤1.在工区布设测线在工区布设测线，原则：由南向北、由西向东测线号与测点号依次增大。
使用皮尺标注检波器位置与激发点位置。
2.连接仪器的各个部分将主机、电源、多芯电缆、检波器、大锤、触发器按正确的方式一一连接起来。
注意：各接口均使用“防呆”设计，电缆插头与对应的插槽才能连接，电缆插头与非对应的插槽不能连接。
面波检测技术在地基加固效果评价中的应用
面波检测技术在地基加固效果评价中的应用梁鸿军;苏东涛【摘要】通过瑞雷面波法(以下简称面波法)可以获得面波速度并换算出横波波速、密度及弹性模量等参数.测试方法简便、快捷,可进行原位无破损、连续大面积地检测.利用面波法,可进行软地基加固效果检测,评价处理后的地基土物理力学性质改善的程度,同时可以快速、方便地得到处理后场地水平方向的均匀性.【期刊名称】《水利规划与设计》【年(卷),期】2010(000)004【总页数】3页(P28-30)【关键词】物探;瑞雷面波;面波速度;横波波速;地基加固;灌浆【作者】梁鸿军;苏东涛【作者单位】广西水利电力勘测设计研究院,南宁,530023;广西南宁水利电力设计院,南宁,530001【正文语种】中文【中图分类】TB5531 前言瑞雷面波勘探技术经过十多年的发展,在岩土工程勘察中得到了广泛的应用,原因在于工程勘察中传统的原位测试需要对场地进行钻孔,耗时多且成本高。
瑞雷面波勘探能较为快速地对场地进行分层,并给出每层的剪切波速度,作为一种新兴的岩土工程原位测试方法,瑞雷面波法大量应用于地基处理 (尤其是地基加固处理)效果的检测、评价中。
1.1 面波检测原理面波法是一种利用瑞雷波的运动学特征和动力学特征进行工程质量检测及工程地质勘察的地球物理勘探方法。
在自由界面 (如地面)上进行竖向激振时,会在其表面附近产生瑞雷波。
瑞雷波的主要特征为:在分层介质中,瑞雷波具有频散特性;瑞雷波的波长不同,所能穿过的深度也不同;瑞雷波的传播速度与介质的物理力学性质密切相关。
研究证明,瑞雷波能量约占整个地震波能量的67%,且主要集中在地表下—个波长范围内,而传播速度代表着半个波长(λY/2)范围内介质震动的平均传播速度。
因此一般认为瑞雷波法的测试深度为半个波长,而波长与速率及频度有如下关系。
设瑞雷波的传播速度为Vr,频率为 f K,则波长=Vr/f K。
当传播速度不变时,频率越低,测试深度就越大。
工程物探中的面波勘探
摘要在天然地震中瑞雷波是一种具有危害性较大的地震波，在人工地震勘探中面波也是一种干扰波。
但在工程勘探中将面波视为有效波，并且在层状介质中，面波具有频散的特性，由此特性将面波用于工程勘探中。
本次主要是勘察路基的承载力，由于前期的实验发现工区的刚度系数较小，广泛分布软土，所以引用GDS 表面波测试系统(The GDS Continuous Surface Wave System,简称GDS)用稳态面波法寻找软土。
本文将从瑞雷面波理论以及GDS连续表面波测试系统着手，介绍它的在工程中的工作，即先将野外采集到的信号转换成相位，在处理时调节相位差，然后利用处理软件，根据频散特性生成深度-剪切波速度曲线。
并结合本次在武广线的实习过程探讨仪器使用情况、测线布置、施测、资料的处理及解释等问题。
关键词: GDS连续表面波测试系统瑞雷波稳态面波相位相位差层速度道间距频散曲线剪切波速度波长刚度深度目录第1章序言1.1论文研究的目的和意义1.2研究与应用现状第2章：瑞雷面波的基本理论2.1：瑞雷波的传播特征2.1.1:物体的弹性与弹性波2.1.2瑞雷面波的形成和定义2.1.3 弹性波波动方程2.1.4均匀半空间介质瑞雷面波传播2.2层状介质中的瑞雷面波2.2.1固体-弹性半空间二层介质中的瑞雷面波2.2.2面波速度、厚度频散曲线的一般绘制方法第3章:稳态面波3.1:瑞雷波勘探原理3.2:野外工作方法及仪器配置3.2.1工作布置3.2.2：GDS连续表面系统简介及布置3.2.3野外工作3.3 GDS连续表面波测试系统资料处理3.3.1系统内部自身在采集过程中对采集数据的初步处理3.3.2室内利用随仪器配置的软件对采集的野外数据进行处理3.4 GDS连续表面波测试系统资料解释3.4.1解释原则3.4.2、解释结果第4章结论及建议4．1结论4.2建议致谢参考文献第1章序言1.1论文研究的目的和意义1.1.1论文研究的目的随着社会的大发展，交通枢纽压力越来越重，国家大力发展铁道建设铁道部决定第三次提速，将客运线和货运线分开。
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表面波法确定卵石土地基承载力模型研究
【摘要】利用统计学的原理，对卵石土地基动力触探击数和剪切波速的关系进行了研究，推导了它们之间的二次多项式、幂函数和指数函数回归方程。
通过对比研究发现，二者之间具有良好的指数函数相关关系。
为了验证该指数函数回归模型的可行性，选择了相似场地进行面波检测试验，试验结果与勘探结果完全吻合。
研究结果表明，应用表面波法不但可以进行卵石土地基分层，而且还可以定量地评价其地基承载力。
【关键词】表而波法；动力触探试验；河流冲积土；地基承载力
一、前言
表面波法是一种新的浅层地球物理勘探方法。
它利用瑞利波的频散特性及其传播速度与地基土物理力学性质的相关性来解决诸多工程问题，既是一种勘探手段，又是一种测试方法。
同传统的勘探测试方法相比，它无需钻孔，具有方便、快捷、效率高、成本低等优点，因此广泛地应用于岩土工程界。
目前该法主要用于定性地评价地基土，在定量确定地基土物理力学强度指标方面的研究较少。
但据国内外研究表明，剪切波速与标准贯入试验击数之间服从指数相关关系，即Vs=ANB。
二、表面波法确定卵石土地基承载力模型分析
本文以绵阳地区涪江和安昌河I级阶地中前缘的卵石土作为研究对象，利用表面波法和超重型动力触探取得的相关试验数据，应用统计学原理，来研究动力触探击数和剪切波速间的关系，并根据动力触探击数与地基土承载力间的相关关系，实现应用表面波法定量评价地基土承载力的目的。
1、试验数据的获取
此次研究选择了河流I级阶地中前缘的卵石土作为研究对象。
研究场地物质成分具有明显的二元结构，在顶部除局部分布有填土外，细粒土主要以粉土、粉质黏土为主，部分地段分布有少量的砂土。
粗粒土以卵石为主，局部夹有砾砂。
卵石层顶界埋深变化大，稍密、中密和密实卵石均有分布，且层位紊乱，局部含有漂石。
2、试验仪器
表面波法试验采用北京水电物探研究所研制生产的SWS一2型工程勘探与检测系统。
主要技术参数为：24道，512，1024，2048，4096，8192样点选择，采样率为30μs-8ms数档，瞬时浮点放大，AID转换20bit，信号增强32bit，高、低通滤波、全通，带宽为0.5-4000Hz。
与仪器配套的是西安地质仪器厂生产的固有频率为4.0Hz的检波器。
动力触探试验选择超重型N120动力触探试验。
3、砂卵石地基承载力与N120值的关系
超重型动力触探以成功用于国内外很多建筑工程的岩土工程勘察中,并取得的良好的效果,该方法能够准确的判断软弱夹层、工期短、成本低,重要的是能够定量的评价砂卵石层的力学性能,在国内的规范、规程中及成都地区、宜昌地区等地也建立了地区性的评价准则,为了合理的利用都匀地区的砂卵石层的力学性能,特对都匀地区砂卵石地基的承载力与超重型动力触探的关系进行定量的分析,利用经过修正的N120值给定砂卵石地基的承载力标准值。
共搜集到10个点既做了超重型动力触探试验又进行了现场静力载荷试验的资料,经过采用格拉布斯(Grubbs)方法进行勘测数据的预处理,舍弃一个异常数据,从九组数据的比例界限值与N120值的关系图(图1)中可以看出,虽然由于砂卵石地层的不均一性和超重型动力触探本身较粗糙等原因,使两者之间的离散性片大,但从总体看比例界限值(Pl)与N120值尚具有较好的线性关系。
图1N120值与比例界限值(Pl)的关系散点图
4、数据的获取及处理
此次试验全部采用SWS-2型工程勘探与检测系统采集面波数据。
经现场试验，最终采用9.08k但重锤敲击厚铝板作为激发震源，直列24道采集，道间距为lm，偏移距为6～12m。
对于面波基阶成分不理想的数据采用两端激发后平均的方法消除误差。
由于试验场地大都紧邻城区干道，试验时尽量避开交通高峰时段，并采取等待避让等措施避免干扰源。
数据处理采用频率波数谱分析法。
利用“地震瑞利波测深数据处理CCSWS”软件进行反演分析。
首先在时间一空间域(即t-x域)中确定面波时域窗口，通过二维傅立叶变换转换到频率一波数域(即f-k 域)，在域中拾取面波，根据拾取的极大值求得面波频散曲线。
对每个面波测试点的频散曲线以一定的数学模型进行分层速度计算，确定不同深度的面波视速度。
动探击数中变层附近“超前”和“滞后”的数据全部舍弃。
其余可疑数据的舍弃原则，采用Grubbs准则来判别。
表1为实测剪切波速和对应的动探击数N120。
利用这些数据作出关系散点图。
从图中可以看出，随着剪切波速的增高，动探击数也相应逐渐增大，二者之间具有明显的相关关系。
采用幂函数、指数函数和二次多项式3种非线性回归方程进行拟合分析。
为
便于计算，这里令剪切波速为X、动探击数N120为Y。
幂函数回归分析：
指数函数回归分析：指数函数表达式为Y=debx。
拟合二次多项式为
为了从整体上进行对比，把拟合函数曲线绘于图2。
从图中可以看出，二次多项式拟合曲线在波速较低(小于300m/s)时，拟合效果较差，明显高于原始数据，但当波速相对较高(大于300m/s)时，拟合效果比较理想。
幂函数拟合曲线则相反，当波速相对较低(低于350m/s)时，拟合效果基本比较理想;当波速较高时，拟合效果却较差，在中部明显高于原始数据，在上部却明显低于原始数据且背离。
指数函数拟合曲线则介于二次多项式拟合曲线和幂函数拟合曲线之间，从整体上看，拟合效果最好，但在波速较高时，拟合效果不如二次多项式曲线。
因此，总的来看，指数函数拟合效果整体比较理想，剪切波速和动探击数之间呈指数函数相关关系。
但在实际应用时，还应结合二次多项式方程，这样效果会更加理想。
需说明的是，利用回归方程计算出来的动探击数相当于原始动探击数，应用时必须进行修正，修正后可以看作是该层动探击数的平均值，可以直接加以利用。
5、实例检验
为了验证回归方程的适用性，选择了安昌河左岸I级阶地中前部，地势较平坦的地方进行试验
验证，试验对象仍然是阶地中分布的卵石土。
现场共取得了10个面波勘探点数据和对应的钻探对比资料。
当波速高于440m/s时，二次多项式拟合效果要优于指数函数。
但总的来看，表面波勘探结果和动力触探结果基本吻合，完全可以用波速测试计算得到的数据代替动力触探数据，进行地基土承载力的计算。
图3为此次面波勘探的部分频散曲线图。
该场地的岩土工程勘察报告中用实测修正动探击数统计计算出的稍密卵石
承载力特征值为400kPa；中密卵石为590kPa；密实卵石为860kPa。
利用表面波法确定的承载力和用实测动探击数计算得到的地基承载力基本一致，但整体偏低。
产生这种差异的主要原因应该是统计样本个数差异造成的。
采用表面波法时，由于计算得到的动探击数是每层的平均值，利用平均值进行统计分析时，减少了样本的个数。
另外，表面波法只测试了场地的一部分，并不能反映整个场地的真实情况。
6、小结
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)中对砂卵石密实度的划分标准,建立都匀地区砂卵石地基承载力标准值按密实度的划分表(表2)。
表2按密实度确定的砂卵石地基承载力标准值
三、结束语
综上，应用表面波法不但可以对冲积土地基进行有效分层，还可以定量地评价地基土的力学强度指标，实现表面波法代替传统勘探方法的目的。
通过本文研究发现，剪切波速和动力触探击数之间服从指数函数相关关系，但在实际应用时，还应结合二次多项式回归方程。
本文只是对表面波法在粗粒土地基勘察中的应用进行了初步研究，因卵石层的波速与土石比例等因素有关，回归方程系数乃至于回归方程都应具有地区性，不同地区应通过试验研究来确定。
文中推导的回归方程由于统计样本个数有限，还需进一步深入研究。
参考文献
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