场地土层剪切波速测试
剪切波速
琼中白鹭湖度假区19#楼场地土剪切波速测试报告工程名称：琼中白鹭湖度假区19#楼场地位置：琼中县湾岭镇白鹭湖度假区测试人员：黄小松报告编写：黄小松审核人：周龙茂东华理工大学勘察设计研究院二O一三年十一月一、项目概况琼中白鹭湖度假区19#楼详细勘察为确定场地各土层剪切波波速和土层等效剪切波，划分建筑场地的类别。
现场进行了场地土层剪切波试验，本次完成测试孔2个（编号为ZK4、ZK13）。
二、地质概况地质概况详见“琼中白鹭湖度假区19#楼岩土工程详细勘察报告”。
三、野外工作方法与技术1、剪切波速测试工作方法本次试验采用单孔法波速测试——敲板法。
震源设置在离孔口1.5米左右的地方，木板与地面耦合良好，木板上压上数百公斤重物，木板中心位置应正对钻孔，精确测量震源至孔口距离。
测量时，井中三分量检波器（探头）放至孔底，由深到浅测量，测点点距为1米。
在板两端用重锤垂直测线沿水平方向敲击并采集数据。
测试过程如图1所示。
测试仪器采用武汉岩海的RS-1616K动测仪及配套设备。
2、遵循的技术标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）（2010版）；《地基动力特性测试规范》（GB/T 50269-97）。
3、土的分类及场地类别判别标准（1）按表1划分土的类型土的类型划分和剪切波速范围表1ak（2）建筑的场地类别，应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表2划分为四类各类建筑场地的覆盖层厚度（m）表2四、数据采集与处理根据工作任务，现场采集了2个孔的剪切波速数据。
数据处理，室内采用武汉岩海公司剪切波分析程序分析。
利用该程序提供的数据处理功能进行曲线修正，有数字滤波、平滑、消除直流、前清零、后清零、波形前移、波形后移、波形反相等。
完成工勘资料的输入，人工分层，并输出成果图，成果图有原始波形图、剪切波速直方图。
五、测试结果与结论1、测试结果场地各岩土层剪切波波速值测试结果如下表各土层剪切波波速值（m/s ） 表32、测试结论（1）根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2010版）土的类型划分和剪切波速范围来确定（即表1）：该场地土的类型属中软土。
声波测试及场地剪切波速测试方法及其应用
之一 ， 可 确 定 与 波 速 有 关 的 岩 土参 数 ， 进 行场地 类别划 分， 为
场地 地 震反 应 分析 和 动 力机 器进 行动 力分 析提 供 地 基 土 动 力
剪 切 波 速 测 试 野 外工 作 条 件 要 求较 复杂 ：首 先要 平 整 场 地． 放 木板 ， 木板上 方需压 ５ ０ ０ ｋ ｇ重 物 或 用 汽 车 两 前 轮 压 住 接 通 仪 器 电源 ． 测 试 仪 器正 常 后 开 始 试 验 、 横 波 的 激发 用铁 锤
【 摘 要】 声波测试和 剪切波速 测试是在工程 勘察 中常见 的应用 方法 ， 声 波测试 可以通过获得岩体和岩块 的纵 波速度求得地层的完整性 ， 从而
评 价 建 筑 场地 类 别 而剪 切 波 速 是 反映 土 的动 力 特 性 的重 要 参 数 ， 根 据 剪 切 波 速 能抗 震 设计 提 供 场地 土 的 动 力参 数 ， 从 而 可 以划 分 建 筑 场 地 类
ｌ ｌ ” ｃ ＾ Ｒ Ｂ ｔ ｌ ｗｔ ） Ｒ ｜ １ ） ２ ｔ ｝ ｜ ６ ， ｌ ｜
低碳 技 术
声 波测试及 场地剪切 波速测试 方法及 其应 用
黄志芳 ， 邓晓斌
（ １ ． 汀 ： Ｉ 肯 媒 …地 顷 助祭 研 究 院 ， 心 ¨ ３ ３ ０ ０ ０ ｌ ； ２ ． ｝ Ｉ Ｉ ） Ｌ ｉ 水 利 职 ， ｌ ｛ Ｊ ＿ ｆ １ ３ ３ ０ ０ １ ３ ）
波传播波形 、 传播速 度 ， 从 广 义声 学信 号 的 角 度 来 看 ． 已携 带 了大 量 的 岩 石 物 理 信 息 ， 从原理上说 ， 同 一 种 岩性 ， 声 波 传 播
速度 高 ． 表明岩体的性状好 ． 反之 较 差 同一 种 岩 性 不 同 的 风
土层剪切波速的测量如何确定
土层剪切波速的测量如何确定？一般来说，波速测试可原位测定压缩波(P波)、剪切波(S波)和瑞雷面波(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，诸如确定场地土类型、建筑场地类别；提供断层破碎带、地层厚度、固结特性和软硬程度、评价岩(土)体质量等；并可计算工程动力学参数，如动剪切模量、动弹性模量等。
面波是一种特殊的地震波，它与地震勘探中常用的P波和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（水平方向S波）与P波干涉而形成，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。
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。
实测通常由震源和记录仪器组成，叩板震源设置一般距孔口2～7m，平放一块压重物的木板，测试孔应位于木板长轴的中垂线上，使木板与地面紧密接触。
木板长2.5～3.0m，宽0.3～0.4m，厚0.06～0.10m，上压约500～1000kg的重物。
当分别水平敲击木板两端时，产生弹性波(此时以S波为主)。
记录仪器由井中三分量检波器和工程地震仪构成，三分量检波器放置井中某一深度，接收由震源产生的弹性波信号，并通过连接电缆输送给地震仪，再由地震仪记录并存储以备后期数据处理之用.弹性波在岩(土)层中的传播速度是反映岩(土)体的动力特性的一项重要参数，根据实测岩(土)体的弹性波速，能为抗震设计提供岩(土)体的动力参数、划分建筑场地类别、评价地震效应、进行场地地震反应分析、地震破坏潜势分析、地基加固效果检测、地基振动特性研究和爆破区岩体动力特性评价等。
剪切波速测试划分场地类别
剪切波速测试划分场地类别【摘要】剪切波速值是场地土动力参数的重要内容，是工程场地类别划分的依据，为场地设计地震动参数计算和地震地质灾害评估提供资料。
波速测试已成为工程勘察中重要的手段。
本文简要介绍单孔法的测试原理、测试系统及方法，并结合工程实例，主要说明其在工程勘察中场地类别划分的应用。
【关键词】测试技术剪切波速应用1 测试原理XG-Ⅰ型悬挂式波速测井仪主要由主机、井中悬挂式探头及连接电缆等组成。
井中悬挂式探头，主要由全密封（防水）电磁式激振源、两个独立的全密封检波器及高强度连接软管等组成。
当震源向井壁作用一冲击力后，沿井壁地层就有P波和S波传播，在井孔震源下方悬挂有两个检波器，S波传播到检波器位置时，通过井液耦合检波器就可以把S波的初至时间和振动波形转换成电信号，由记录仪器记录下来。
由两道S波的初至时间差可计算出两道间地层的波速值（如图1）。
2 测试系统及方法使用仪器为河北省廊坊开发区大地工程检测技术开发有限公司生产的XG—I悬挂式波速测井仪，仪器主要技术指标如下：动态范围：96dB；前放增益：18-60dB（8-1000倍）；通道数：1至3道可选；采样间隔：0.003—10ms可调；采样次数：512—16k可调；仪器接收信号的探头采用悬挂式井中检波器，主要技术指标如下：水平检波器的固有频率为60Hz，灵敏度为30V/m/s。
电磁式激振源指标：供电电压直流48V，电流≤6A。
工作时将悬挂式探头（即振源和检波器）放入孔中，用孔中的泥浆液作为震源和检波器与井壁耦合介质。
震源为水平激振（垂直井壁）激发产生P、S波，S波沿井壁地层传播，由两个相距1m的检波器接收沿井壁传播的S波振动信号并把S波的振动信号转换成电信号，通过电缆由主机记录显示存储。
主机对信号进行数据处理后采用两道互相关分析方法，自动计算S波在两道检波器间传播的时间差，从而计算出两道间的S波传播速度。
测试顺序自下而上逐点进行，测点深度间隔1.0m。
剪切波速测试方法及计算说明
1）土层剪切波速Vs 的测定
本次剪切波速测试主要技术依据为：中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)，天津市工程建筑标准《岩土工程技术规范》DB29-20-2000。
波速测井法采用孔中激振孔中接收法，由电源供给脉冲电流，在钻孔中使用电磁震源激发，当震源向井壁作用一冲击力后，沿井壁地层有P 、S 波向下传播，在井孔震源下方悬挂有两个检波器，P 、S 波传播到检测器位置时，通过井液耦合，检测器把P 、S 波的初至时间和振动波形转换成电信号，由两道P 、S 波的初至时间差可计算两道间地层的波速值，然后传输到仪器进行滤波放大，由多路电子转换开关将已放大的模拟信号进行采样保持，经A/D 转换器转换为相应的数字信号，通过微机对数字信号进行分析处理，显示测试结果。
仪器设备采用XG-I 型悬挂式波速测井仪，该测井仪主要由主机、井中悬挂式振源、探及连接电缆、信号电缆、触发电缆、探头供电箱等组成。
2）剪切波速测试结果
根据剪切波记录及两通道剪切波相关曲线，确认各测点剪切波速，并进行波速分层，计算出各层的剪切波速及等效剪切波速，确定场地土类型及场地类别。
依据天津市工程建筑标准《岩土工程技术规范》(DB29-20-2000)，地下20m 范围内，按下列公式计算土层等效剪切波速。
∑===n
i si i sc v d t t
d V 10// 式中：
-sc V 场地土层的等效剪切波速；
-
0d 场地评定的计算深度(m)，取覆盖层厚度(v d 0)或20m 两者较小值； -t 剪切波由地表到达计算深度处的时间(s)；
-i d 计算深度范围内第i 土层的厚度(m)；
-n 计算深度范围内土层的分层数；
-si V 计算。
土层剪切波速度测试报告
**民生产业基地土层剪切波速度测试报告深圳市**有限公司二0一七年十月二十七日**民生产业基地土层剪切波速度测试报告测试：报告编写：审核：批准：深圳市**有限公司二0一七年十月二十七日测试单位地址：深圳市**号邮编：联系电话：联系人：目录1.前言 (1)2.测试目的及执行标准 (1)2.1测试目的 (1)2.2执行标准 (1)3.测试方法及仪器设备 (1)3.1测试方法 (1)3.2仪器设备 (2)4.测试结果 (2)5.地面脉动的卓越周期 (5)1.前言受深圳市**有限公司委托，我公司于2017年09月21日至017年09月29日对**民生产业基地场地进行了3个钻孔的土层剪切波速度测试工作。
波速测试孔附近场地内自上而下主要有如下岩土层：素填土、粉质黏土、全风化混合岩、强风化混合岩、中风化混合岩、微风化混合岩。
2.测试目的及执行标准2.1测试目的本次试验目的是提供地层剪切波波速，判定土的类型及建筑场地类别；提供场地卓越周期。
2.2执行标准《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）(2009年版) 《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）（2016年版）3.测试方法及仪器设备3.1测试方法本项目剪切波速度测试采用单孔检层法，将起振板置于距井口约1.0～1.5米处，并使其中点与井口的连线垂直于起振板，同时在其上面加压整体性较好的重物。
然后，锤击起振板产生纵波和剪切波(记录时通过调节仪器采样率对纵波和剪切波分开采集),并通过置于井内的三分向拾振器将土的振动历程输入电脑分析，获得各测点纵波和剪切波的到时，并利用下式计算相应剪切波速:Ｖi =(h i -h i-1)/(t i sin αi -t i-1sin αi-1) （1） 22sin i i ii D h h +=α （2）i=1......N其中h i ,t i 分别为第i 测点的深度和剪切波的走时,D 为起振板中点至孔口的垂直距离。
场地土剪切波速与地脉动的测试
场地土剪切波速与地脉动的测试地脉动是由场地周围自然振源（风、海浪等）和人工震源（机器振动源、交通工具等）所产生，是地面的一种稳定的非重复性的随机波动。
通常情况下地脉动具有频率低、振幅小等特点。
地脉动具有不同的频幅变化和作用历时，会引起岩土体的不同响应，给工程建设造成不同的问题。
波速勘察，可利用地脉动的测试结果推测波速的可能数值，进行场地类别划分或综合评价场地的工程力学性质.地脉动是地基每时每刻（即使没有地震发生）都存在的一种微小振动，其振幅通常只有几个微米，对周期较短的地脉动，振幅甚至达不到1微米。
地脉动不同于微震，微震有特定的源和发震时间，而地脉动没有特定的源，且在任何时间任何地点都可以观测到它的存在。
产生地脉动的源（即脉动源）可分为自然因素（Capon 1973；Douze 1964）和人为因素（Dou ze 1967；Walker 1964）两大类。
前者如风、雨、海浪、地质内力作用等。
后者如交通运输、机械振动、建筑施工、人群活动等。
因此地脉动信号是由一系列脉动源产生的来自四面八方的各种类型的复杂集合。
显然，脉动源的性质、能量大小以及分布位置是随机的，因而某一地点观测到的地脉动信号也是随机的。
图1是日本学者Kanai（1961）在同一地点观测到的地脉动信号的最大振幅随时间的变化。
从图中可以看出，夜间的振幅比白天小得多，这是由于夜间比较安静，脉动源数量比白天少的缘故地脉动具有较复杂的性质，这种性质与脉动源性质、传播机理以及地层特性参数的变化等因素密切相关。
脉动源是由观测场地周围以及远处一系列振源所组成的，地脉动的激发和波的成分等具有随机性。
尽管脉动源是随机的，地脉动信号也是随机的，但是由于波的多重反射和折射，地脉动在传播过程中积累反映场地土层固有特性的信息。
正是这种不随时间变化的固有信息，使地脉动信号具有某种统计规律性，工程中利用地脉动推断土层构造也正是根据这一点。
（二）、地脉动测试的特点地微动信号是在某场地利用高灵敏度仪器观测到一种随时间变化的微弱振动，它包涵着丰富的地球物理信息。
土层剪切波速测试中的不确定性对场地地震动参数的影响分析——以Ⅲ类场地为例
土层剪切波速测试中的不确定性对场地地震动参数的影响分析——以Ⅲ类场地为例沈得秀;王庆民;许洪泰;杨传成【摘要】本文选取山东地区2个Ⅲ类场地的工程地质勘探及土层剪切波速等资料,将土层厚度按5个深度段,每个分段给出了4个土层剪切波速的改变量,通过改变不同深度段土层剪切波速,建立了19种土层地震反应分析模型,分析了不同深度段,不同概率水平下土层剪切波速的变化对场地地震动参数的影响.研究表明,不同深度段土层剪切波速的变化对场地地震动参数的影响有差异.具体表现为,土层剪切波速的改变在1-10m、11-40m和地震输入界面处三个深度段对地震动加速度峰值影响较大;其中,41-70m和71-100m两个深度段剪切波速的改变对地震动加速度峰值影响小;在土层深度1-10m时,剪切波速降低,峰值变大,剪切波速的改变与峰值的改变呈负相关;在其它深度段,剪切波速降低,峰值变小,剪切波速的改变与峰值的改变呈正相关.剪切波速的改变在1-10m和11-40m两个深度段对地震加速度反应谱影响较大;在41-70m、71-100m和地震输入界面三个深度段对地震加速度反应谱影响很小.【期刊名称】《震灾防御技术》【年(卷),期】2014(009)002【总页数】8页(P244-251)【关键词】场地地震动参数;剪切波速;不确定性;Ⅲ类场地【作者】沈得秀;王庆民;许洪泰;杨传成【作者单位】山东省地震局,济南250014;山东省地震工程研究院,济南250021;山东省地震局,济南250014;山东省地震工程研究院,济南250021;山东省地震工程研究院,济南250021【正文语种】中文场地地震动参数的确定，其结果作为建设工程抗震设防的依据，是工程场地地震安全性评价的目标之一（中华人民共和国国家标准，2005）。
局部场地条件作为影响地震动的三类因素之一（胡聿贤，1988），其对场地地震动参数的影响是不容忽视的。
如何估计场地条件对地震动特性的影响，并在工程结构抗震设防中考虑这一因素，一直是工程地震学的重要研究课题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
建设工程地震安全性评价许可证书等级：甲级
编号：中震安证甲字第030号
湛江江南华府小区商住楼工程场地土层剪切波速测定
与建筑场地类别划分
广东省地震工程勘测中心
2012年1月
项目名称：湛江江南华府小区商住楼
工程场地土层剪切波速测定与建筑场地类别划分提交报告单位：广东省地震工程勘测中心
项目负责人：吴业彪
技术负责人：闻则刚
报告编写人：闻则刚、段振良
提交报告时间：2012年1月
1 场地土层剪切波速测试
为取得土层沿深度各测点的剪切波速数据，采用速度检层法对本场地的工程地震钻孔进行测试，沿孔深每一土层界面设一个测试点，厚度大于2m 的土层，一般每隔2m 左右设一个测试点。
用速度检层法测得的剪切波速是钻孔内相邻二测点中间土层的平均剪切波速。
首先从电脑测震仪记录到的波形确定剪切波的初至时刻，再根据震源的起始时刻和波的初至时刻确定波的走时，然后由钻孔中的测点深度与震源到孔的距离确定波的行程，将波的行程除以走时就可以确定剪切波的传播速度。
图1是剪切波速计算示意图。
h 1, h 2 …,h i 分别为钻孔内各测点间的厚度；s 为震源到钻孔的距离；L 1,
L 2 …,L i 是各测点到震源的距离；1α, 2α…, i α是剪切波入射到孔壁的夹角。
设t 1, t 2 …,t i 分别为剪切波由震源到各个测点的走时，则剪切波在各层的速度v 1, v 2 …,v i 分别为：
1
11
1cos αt h v =
(1.1)
1
1222
2cos cos ααt t h v -= (1.2)
2
2333
3cos cos ααt t h v -=
(1.3)
……………………………
1
1cos cos ---=
i i i i i
i t t h v αα (1.4)
现场测试数据经过计算分析，场地2个工程地震钻孔的位置见图1-2，剪切波速v s 测试结果见图1-3—1-4所示，岩土性特征见工程地质勘察报告。
图1-1 剪切波速计算示意图
图1-2 工程地震钻孔分布图
2 场地土类型与建筑场地类别确定
按照《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）第4.1.2条的规定，建筑场地的类别划分，应以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准。
《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）第4.1.6条规定：建筑的场地类别应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表2-1划分为四类。
场地覆盖层厚度的确定，一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s 的土层顶面的距离确定。
土层的等效剪切波速v se ，应按下列公式计算：
∑===
n
i si
i se v d d t
d v 10
(2.1) 式中：d 0为计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m 二者的较小值；t 为剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；d i 是计算深度范围内第i 土层的厚度(m)；v si 是计算深度范围内第i 土层的剪切波速(m/s)；n 为计算深度范围内土层的分层数。
表2-1 各类建筑场地的覆盖层厚度
场地工程地震钻孔的地面脉动卓越周期、等效剪切波速和覆盖层厚度列于表2-2。
按照表2-1规定，本项工程土的类型为中软土，建筑场地类别为Ⅲ类。
表2-2 工程地震钻孔的土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度
图1-3 工程地震钻孔ZK4柱状图
t i
湛江江南华府小区商住楼工程场地土层剪切波速测定与建筑场地类别划分
图1-4 工程地震钻孔ZK9柱状图。