钻孔波速测试作业指导
孔内剪切波速测试
孔内剪切波速测试孔内剪切波速测试是一种用于测量材料内部剪切波速的非破坏性测试方法。
它可以用于评估材料的弹性性能和结构完整性，广泛应用于土木工程、地质勘探、岩石力学等领域。
孔内剪切波速测试是通过在被测材料内部钻取孔洞，并通过特定仪器测量孔洞内剪切波的传播时间来得到材料的剪切波速。
这种测试方法的原理基于剪切波在材料内部传播的速度与材料的物理性质有关。
材料的密度、弹性模量以及孔洞的大小和形状等因素都会影响剪切波的传播速度。
在进行孔内剪切波速测试之前，需要先在被测材料内部钻取孔洞。
通常使用的钻孔工具有钻孔机、钻杆和钻头等。
选择合适的钻孔工具和参数可以确保钻孔的准确性和稳定性。
钻孔的位置和数量也需要根据具体测试要求进行确定。
完成钻孔后，需要使用专门的测试设备进行孔内剪切波速测试。
这种测试设备通常由传感器、数据采集系统和计算机分析软件组成。
传感器用于接收和记录孔内剪切波的信号，数据采集系统用于将信号转化为数字信号并传输给计算机，计算机分析软件则用于处理和分析采集到的数据。
在进行孔内剪切波速测试时，需要注意以下几点。
首先，确保测试设备的稳定性和准确性，避免因设备问题导致测试结果不准确。
其次，钻孔的位置和数量需要合理选择，以保证测试结果的可靠性。
此外，测试过程中需要注意保护测试设备和被测材料，避免二者受到损坏。
孔内剪切波速测试的结果可以用于评估被测材料的弹性性能和结构完整性。
根据测试结果，可以计算出材料的剪切模量和剪切强度等参数，进而评估材料的力学性能和工程可用性。
此外，孔内剪切波速测试还可以用于检测材料的缺陷和损伤，帮助及早发现并修复问题，提高工程的安全性和可靠性。
孔内剪切波速测试是一种重要的非破坏性测试方法，可用于评估材料的弹性性能和结构完整性。
通过钻取孔洞并测量孔洞内剪切波的传播时间，可以得到材料的剪切波速，并根据此结果评估材料的力学性能和工程可用性。
这种测试方法在土木工程、地质勘探、岩石力学等领域具有广泛的应用前景。
钻孔波速测试介绍
钻孔波速测试介绍
一、进行波速测试时，钻孔中需要充水或泥浆，以保证耦合。
二、通常采用扣板法测试，即用24磅大锤先纵向、后横向分别敲击产生地震波。
测向敲击时，锤击点离井口2-3m，敲击垫板。
横向敲击时，需要准备长2m、宽30-40cm、厚15-20cm的木板，上面压重500kg以上进行采集，一定要保证木板被压紧，不能敲击时产生滑动。
采集时要左右两侧分别敲击采集两个记录。
木板材质硬的话可以直接敲板；若是板子不够硬，为了保证触发，需要在木板的敲击端紧密地绑一垫板，不能有空隙，最好做一个铁板用铆钉将其钉到板子上。
整块木板也最好能用铁丝进行编绕，这样木板不容易敲裂。
三、对于超过50米以上的深孔可以采取只纵向敲击一次的方法进行测试。
四、正反向敲击时，纵波相位不变，但横波相位会改变，可以根据这个特点判断横波的初至。
五、实测时，系统连接以后，要先在地面上检查一下各部分是否完好，再下到井中。
六、参数设置：3道，100 s，采样点数可取得大一点以保证记录长度。
北京市水电物探研究所
2009-8-31。
5.波速测试讲解
的动力特性，故通常测试土中的剪切波速，测试的方法有单孔法 （检层法）、跨孔法以及面波法（瑞利波法）等。
3
1. 单孔法 单孔法是在一个钻 孔中分土层进行检测， 故又称检层法，因为只 需一个钻孔，方法简便， 在实测中用得较多，但 精度低于跨孔法。单孔 法的现场测试情况如图51所示。
岩土工程原位测试技术
第5章 波速试验
1
第5章 内 容
5.1 试验设备和方法 5.2 基本测试原理 5.3 试验成果的整理分析 5.4 试验成果的应用
讨论
2
5.1 试验设备和方法
5.1.1 试验设备 试验设备一般包含激振系统、信号接收系统（传感器）和信
号处理系统。 测试方法不同，使用的仪器设备也各不相同。
一般而言，介质的质量密度越高、结构越均匀、弹性模量越大， 则弹性波在该介质中的传播速度也越高，同时我们又知道该介质的 力学特性也越好。故弹性波的传播速度在通常的情况下能反映材料 的力学和工程性质。
根据弹性理论，当介质受到动荷载的作用时将引起介质的动应
变，并以纵波、横波和面波等形式从振源向外传播。当动应力不超
12
（3）改变激振频率，测试不同深度处土层的瑞利波波速； （4）电磁式激振设备可采用单一正弦波信号或合成正弦波信 号。 因为瑞利波在半无限空间中是在一个波长范围内传播的。低频 激振时，波长变长，可测出深层瑞利波速度。由低向高逐渐改变激 振频率，波长由长变短，探测深度由深变浅，从而得出不同深度的 弹性常数。 测试过程中要注意如下几点： （1）A、B检波器的距离一定要小于1个波长的距离。这是因 为，如果设置的距离过大，就可能会出现相位差的误判。但检波器 间的间距又不应太小，否则会影响相位差的计算精度； （2）为提高确定相位差的精度，应尽量选取小的采样间隔； （3）为保证波峰的可靠对比和压制干扰波，需要时可将正弦 激振波加以调制；
钻孔压缩波速测试 数据处理流程
钻孔压缩波速测试数据处理流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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波速测试施工方法
波速测试施工方法嘿，咱今儿就来讲讲波速测试施工方法。
你知道不，这波速测试就像是给大地做体检一样重要呢！先来说说场地准备吧，那可得像收拾自己家一样仔细。
要把测试的地方清理得干干净净，不能有啥乱七八糟的东西挡着，不然怎么能准确测到波速呢？就好比你跑步的时候，路上有好多石头，那能跑得快吗？然后就是传感器的安装啦。
这传感器就像是我们的眼睛，得放对地方才能看清东西呀。
安装的时候可要小心谨慎，不能随随便便一放就完事了，得保证它稳稳当当的，能准确地感受到波的传递。
接着就是激发波啦。
这可有点讲究哦，就像敲鼓一样，你得用合适的力度和方式去敲，才能发出好听的声音。
我们也要用恰当的方法去激发波，让它能好好地在地下传播。
在测试的过程中，那可得时刻保持警惕，注意观察各种数据和信号。
就好像警察叔叔在执行任务，一点蛛丝马迹都不能放过。
如果发现有啥不对劲的地方，得赶紧调整，重新再来。
测试完了可不算完事儿哦，还得对数据进行整理和分析呢。
这就像是拼图一样，把那些零散的数据拼成一幅完整的画面，才能知道地下的情况到底是啥样。
你想想看，如果没有好好地进行波速测试施工，那我们怎么能了解地下的秘密呢？怎么能知道这块地适不适合建房子、修桥梁呢？这可关系到大家的安全和生活呀！所以说呀，波速测试施工方法可太重要啦，每一个环节都不能马虎。
咱得像对待宝贝一样对待它，认真仔细地去做，这样才能得到准确可靠的结果。
大家说是不是这个理儿呢？咱可不能在这上面掉以轻心呀，不然出了问题那可就麻烦大啦！希望大家都能重视起来，让波速测试施工发挥出它最大的作用，为我们的生活和建设提供有力的保障！。
波速测试钻孔技术要求
波速测试钻孔技术要求
波速测试钻孔技术要求
依据岩土工程勘察课程试验要求，要求在新校区岩土实验室外场地钻探30米钻孔两个，每个钻孔的钻孔施工技术要求如下：
1.钻孔过程严格按照现行岩土工程勘察技术要求进行钻孔编
录、地下静水位的观察、不同地层的动力触探等，最终提交
完整的钻孔柱状图；
2.为保证孔壁稳定性，成孔后要求在孔内安装PVC管，PVC管
与孔壁周围要进行回填处理，以保证接触良好；
3.PVC管实施全孔封闭，出露地表部分高出地面10厘米，上同
样材料加盖保护；
4.以PVC管为半径中心，从地表往下开挖10厘米深，浇注直
径为100厘米的C20混凝土保护圈层；
5.以PVC管为半径中心处，从地表往上砌筑直径为60厘米，
高为30厘米的单分砖圆形井桶，进行水泥沙浆抹面处理，并
在上部加盖同样直径的钢筋混凝土盖（或水井盖）。
钻机精度测试作业指导书ok
下板, 退销钉
按主轴编号标识测试板
数据测量及数据整理分析
对测试结果进行整理分析
孔位精度在± 2Mil 内
合格
出测试报告并贴上合格标签
维修部进行维修, 调整
开始
准备测试物料,工具,钻孔资料 清洗，调整钻机夹头 测量主轴的 RUNOUT RUNOUT≤0.8Mil
一块一叠板,上板,贴铝片 输入钻孔资料,坐标及参数,钻孔
钻机进行稳定性能分析，作出预测性维护保养。 6.4 如测试进行精度测试，直至孔位精度达到合格为止。
7.0 注意事项 7.1 用同一块板测试多台钻机时，完成一次数据测量后重新测试时，一定要重新对测试板进 行打销钉。 7.2 如所钻定位孔有破损，在二次元测量时，严禁使用破损孔定位，如无适合测试条件的定 位孔，须重新钻孔测试。 7.3 数据测试时必须分清测试板的主轴号，不可混淆测试数据，对每轴进行数据分析。 7.4 对于测试数据中其中一轴（或两轴）存在较大误差值、较多的超差数量时，先多数据进 行重复测量，确保数据测试的准确性后，根据情况作出判断。 7.5 钻机精度测试周期为六个月，在维修保养后进行。
1.0 目的
保证钻机很好的维护保养,提高钻孔质量,提高生产效率。
2.0 适用范围
适用于我司钻铣厂钻孔操作，并为品质保证提供依据。
3.0 流程图
开始
准备测试物料,工具,钻孔资料
清洗，调整钻机夹头
测量主轴的 RUNOUT
RUNOUT≤0.8Mil 合格 一块一叠板,上板,贴铝片
不合格
更换钻机夹头
输入钻孔资料,坐标及参数
5.0 钻孔 5.1 钻孔深度应控制钻咀钻入垫板的深度≤“0.030mm”。 5.2 将测试板一块一叠，贴上铝片、胶纸。 5.3 确保所钻测试图形不超出测试板的范围。 5.4 按照正常钻孔参数进行钻孔。 5.5 钻孔完成后在测试板上标识测试日期、主轴号，下板，退销钉。
岩土工程勘察 4.9 波速测试资料讲解
图4－64、65
图4－64叠加有干扰波的波形记录
图4—65 相位相反的波形记录
上面都是讲的正常波形鉴别。但在测试过程 中，由于各种原因往往得到畸变的波形，严 重的甚至无法鉴别；造成波形畸变的原因主 要有外界干扰、地层岩性破碎、仪器工作不 正常等等原因。在干扰不严重时，可用分解 的方法鉴别。如图4-64中，波未到达时，记 录上已有干扰波存在,当压缩波和剪切波先后 到达时，就叠加在干扰波上．这样就成了合 成波形，形态与原来干扰波不一样。用铅笔 将干扰波波形勾画出来，就可以找到叠加在 上面的压缩波和剪切波。
敲击板端
4. 资料整理
(1) 波形分析与鉴别 波形鉴别的目的是要确定剪切波到达的正确位置。由于外界 干扰以及敲击时在激振板内产生的压缩波的地下折射，实际得到 的波形记录往往是剪切波和压缩波复合在一起的记录这就给剪切 波的鉴别带来了很大困难。但是我们可以根据剪切波和压缩波的 不同特点把它们区分出来。区分的方法常有以下两种： 1) 按速度不同区分 压缩波速度快，剪切波速度慢；压 缩波总是先到达，剪切波后到达。 2) 根据波型特征区分 压缩波传递的能量少，因此波峰 小；剪切波传递的能量大，波峰高。而且两种波的频率不一致． 当剪切波到达时，波形曲线上会有个突变，以后过渡到剪切波波 形。如图4-62所示。
图4－62 波形记录 图4—63 浅层波形记录
图4－62 波形记录
图4—63 浅层波形记录
由图4-62可知，压缩波互相靠得较紧、频 率较高，剪切波频率较低。
压缩波的记录长度取决于测点深度，测点
越深，离开振源越远．压缩波的记录长度就 越长。图4-63中的波形是在离孔口1.05m深 处记录所得，箭头指示处即为压缩波，其记 录长度要短得多。如在孔口记录，波形图中 就不出现压缩波。当测点深度超过20 m或更 深时，由于压缩波能量相对衰减较快，一般 仪器有时测不到压缩波波形，记录下来的波 形图只是剪切波，这样就更易鉴别了。
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1.1测定地层剪切波速和压缩波波速，划分建筑场地类型；
1.2计算岩土动力学参数，如地基的动弹性模量、动剪切模量和动泊松比；
1.3在岩土工程勘察中，配合其它方法综合评价场地土的工程力学性质。
2适用范围
本方法适用钻孔孔径在80～140mm、孔深在0～120m范围内的岩土地层波速测试。
3、依据的标准
《地基动力特性测试规范》（GB/T50269-97）。
4仪器设备
4.1主要仪器一览表：
表4.1主要仪器一览表
设备名称
型号
主要技术指标
三分量检波器
测量方向：x、y、z三分向；通频带：28～200Hz
相对相位差：≤3°；灵敏度：28（或60）V.s/m
动测仪
RSM-SW
通道数:4道3道接收 1道外触发)；前放（高增益通道）:128倍
7.6点击正剪、反剪；点击续存；点击正剪、反剪；点击续存……直至采样结束。
8测试资料整理
8.1绘制波速测试成果表或成果图，其内容包括：
（1）地层名称及顶底板深度，柱状图；
（2）地层的波速；
（3）地层等效剪切波速。
8.2划分场地土类别。
9地层波速的确定及其应用
9.1应用波速分析程序调用波速测试结果，根据测试曲线的形态和相位确定各测点实测波形的起跳位置，得到波从振源点到各测点的历时，根据工程地质钻孔柱状图，按地层类别由下式分别计算出各地层的平均波速值：
vsi—计算深度范围内第i土层的剪切波速（m/s）
n—计算深度范围内土层的分层数。
按表9.1判别场地类别。
表9.1各类建筑物场地的覆盖层厚度
等效剪切波速
（m/s）
场地类别
Ⅰ0
Ⅰ1
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
vse＞800
0
800≥vse＞500
0
500≥vse＞250
＜5
≥5
250≥vse＞150
＜3
3～50
＞50
vse≤150
图表中的栏目要填写齐全，内容要符合有关规定。
4-5
不同试验点的各种曲线图纵、横座标要尽量一致，要有可对比性。
4-6
各种图表的格式及内容要做到规范化。
8、报告单位名称、审批人、工程负责人、报告审核人、参加人员。
10.2图表部分
1钻孔地质柱状图
2深度-波速曲线；
3其它有关图表。
严格按照规范的规程及公司质量管理程序要求进行现场质量控制，特别是一些关键过程的控制（见附件一：钻孔波速测试关键过程控制表）。
附件一钻孔波速测试关键过程控制表
分类
序号
控制标准或措施
ｋ·△Ｈi
Vi＝
△Ｔi
其中：ΔHi为某层厚度，ΔTi为波通过该层的时间，k为深度校正系数，
√hi2＋L2
k＝L为孔口距，hi为某一层的层底深度。
hi2
9.2对于跨孔法，各点测试深度的波速值为：
S2－S1
V＝
T2－T1
T1—波到达第一个接收孔测点的时间（s）
T2—波到达第二个接收孔测点的时间（s）
S1—由振源到第一个接收孔测点的距离（m）
关键点
总
则
1-1
对工程涉及的有关国家、行业及地区的规程、规范以及业主和设计院的要求要理解准确、透彻。
△
1-2
试验设计方案要周全，能够保证满足工程要求及试验人员人身安全
1-3
试验点布置要经过业主及设计方认可，试验地层要经过勘察方鉴定确认。
1-4
参加工程人员要具有相应的技术资格或技术职称。
1-5
无专业技术职称的试验人员要经过培训。
1-6
各种仪器、仪表、探头在校准周期内。
△
1-7
试验前要对仪器设备进行检查维护，保证仪器性能正常。
1-8
试验前检查连接电缆的牢固性和仪器的灵敏性、有效性。
1-9
仪表如经过修理，修后要经过校验和试用，鉴定其是否正常。
安
装
2-1
试验钻孔直径要符合要求。
2-2
激振板安放平稳，传感器接地牢固。
2-3
地震仪、试验探头连接状态良好。
5.2检查仪器是否在检定周期内。
5.3检查探头的密封绝缘和充气状况，核查测绳的深度记号，其误差控制在2%以内。
5.4检查检层法测试所用的振源板或跨孔法测试所用激振装置是否完好。
6试验规定和要求
6.1测试孔应与铅直方向一致，采用跨孔法时，测试孔应设置两个接收孔，并布置在一条直线上。
6.2单孔法测试当剪切波振源采用锤击上压重物的木板时，木板的长向中垂线应对准测试孔中心，孔口与木板的距离宜为1.0～3.0m，木板应与地面紧密接触，板上所压重物宜大于400kg或用测试车的两前轮对称压住振源板。
瞬时浮点放大:最大100000倍；AD转换位数:多核16位
采样间隔:5μs～10000μs；
采样长度:0.5k、1k、2k、4k、8k五档连续可调
通道频带宽度:0.1～2000Hz；触发方式:内、外触发
震源
大锤或标贯锤
4.2钻孔波速测试系统框图
（1）单孔法测试框图
（2）跨孔法测试框图
5测试准备工作
5.1现场踏勘，了解钻孔附近地面条件、钻孔参数，确定测试方法并选定波速探头。
6.3当压缩波振源采用锤击金属板时，孔中距金属板距离宜为1.0～3.0m。
6.4测点布置应根据工程情况和地层确定，单孔法每隔1～3m布置一个测点，对于跨孔法，测点间距为1.0～2.0 m。一般宜自下到上的顺序进行检测。
6.5测试时要保证充气的探头与孔壁紧贴。
6.6单孔法测试大锤敲击时要保证大锤水平敲击振源板的一端，避免连击，保证采集的信号质量。每个测点至少敲击两次，即振源板的两端各敲击一次。两次敲击的信号波形正常、初至基本重合且剪切波信号反相时，记录的结果方能有效。
＜3
3～15
15～80
＞80
10钻孔波速测试报告内容
10.1文字部分
1、工程名称、地点、委托单位、测试方法和测试日期；
2、测试目的、要求、任务和工作量；
3、测试场地地质、地形、地理概况；
4、所用仪器设备及性能指标；
5、波速测试成果表；
6、测试结果的数据处理方法、计算公式及有关参数选取的分析论证；
7、结论及建议；
7.3 打开软件进行相应的设置；根据所测钻孔地层和测点深度，通过触摸屏设置合适的仪器工作参数（如采样间隔100μs，频率0kHz～1000kHz，采样长度设1024），经检查无误后，进行下一步操作。
7.4检查检波器和连线等安装无误；点击正剪、反剪，分别左右敲击振源板，记录信号合格后，进行信号存盘。
7.5点击新存，输入文件名；提升检波器，进行下一点测试。
6.7测试过程中严格控制测点的深度误差。
6.8测试工作结束后，应选择部分测点作重复观测，其数量不应少于测点总数的10%。
7试验过程
7.1有关测试准备工作完成后，即可开始检测。(以RSM-SW剪切波波速测试仪为例)
7.2按放好震源板后进行仪器连接，打开仪器，将波速探头放至预定的位置后打开吸合开关，杠杆弹开。
S2—由振源到第二个接收孔测点的距离（m）
9.3土层的等效剪切波速，按下式计算：
vse＝d0／t
n
t＝∑（di／vsi）
i=1
式中：vse—土的等效剪切波速（m/s）；
d0—计算深度（m），取覆盖层厚度和20m二者的较小值；
t—剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；
di—计算深度范围内第i土层的厚度（m）；
△
2-4
试验前仪器参数预置、地表仪器灵敏度和状态测试。
试验操作
3-1
试验前周围清除一切震源。
△
3-2
按规定的设计要求进行单点测试。
3-3
测试资料现场初整，判断测试效果。
内
业
整
理
4-1
各种计算要经过复核。
4-2
各种曲线要符合规范要求，无错误。
4-3
动探参数计算无错误、等效剪切波速数