面波法与单孔检层法波速测试的工程应用(1)程(2)

3  资料整理与解释

3.1  面波法

r波在非均匀介质中传播具有频散特性，所以不同频率（波长）的r波具有不同的传播速度。模型试验和实测结果表明，当探测的岩土层介质较为均一时，r波的相速度随深度的加大而按线性增加，只有出现不同介质的分界面时，频散曲线会出现一个所谓“z”字型变化，该变化特征是由于地表接收到的波从上一层漏能型波转入下一层漏能型面波，且此转折点与两介质间的界面埋深有密切的关系（一般为相应频率r波的半个波长），由此可依据实测频散曲线的“z”字型变化点来划分地下岩性变化的分界面。

由野外获得的面波时程曲线原始记录，使用sfksws软件进行分析解释，划分地层层位求解厚度并计算各层r波速度（如图2、图3为实测面波反演解释结果，图中标出分层厚度及对应地层面波速度），然后由求得r波速度（v_r）后，按公式(1)计算相应地层的s波速度。具体流程为：输入面波记录文件→显示和检查实测曲线数据→圈定面波数据窗口→在f—k域搜索确定基阶面波频谱峰脊并拾取频散数据→按搜索确定的基阶面波频谱峰脊圈定出基阶面波频谱范围→生成面波频散曲线→地质分层（人工或自动）→绘制反演拟合曲线→打印输出面波解释结果→利用式(1)计算对应地层s波速度→绘制s波测试成果图。

3.2  单孔法

在野外实测单孔剪切波测试波形记录上可直接读取各测点正、反向激发所获得的剪切波初至旅行时，由此取得非纵测线各测点的旅行时，按式(2)校正后得到纵测线对应深度旅行时，绘制时距曲线并求取各测试地层的弹性波速度，最后绘制弹性波测试成果图（见图4、图5中的实线为单孔法测试s波速）。

图4

图5

3.3  两种方法测试结果对比

分别在g03、g04钻孔孔深0～12m、0～11m做了单孔剪切波与地面面波测试的对比试验(见图4、图5，图中虚线是由r波速换算而得的s波速)，测试结果表明：使用两种不同方法所测剪切波速度值及其变化规律基本一致。在以下的计算、分析中，所使用的剪切波速度值均由瑞雷面波测试结果换算而得。

3.4  利用波速计算动力学参数

根据实测获得的弹性波速（剪切波速vs和压缩波速vp）即可计算岩(土)体的动弹性力学参数。计算公式如下：

式中：ρ—介质密度(g/cm3)；       vp—压缩波速度(m/s)；

vs—剪切波速度(m/s)；       μ—泊松比

ed—动弹性模量(gpa)；       gd—动剪切模量(gpa)；

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