面波法与单孔检层法波速测试的工程应用(1)程(3)

4  成果分析

4.1  剪切波速度统计

统计内容包括各测试断面剪切波速度范围值和等效剪切波速度，其中等效剪切波速度按式（7）计算，结果见表1。

表1                       钻孔剪切波速度统计成果表

式中：v_se—土层等效剪切波速度(m/s)；

       h₀—计算深度（m）

       t—剪切波在地面至计算深度之间的传播时间（s）。

由表1可知：各测试部位埋深20m范围内剪切波速度范围值为91～200m/s，等效值为142～169m/s。

4.2  场地类别判定

按《建筑抗震设计规范》（gb50011-2001）⁽⁷⁾，建筑场地类别应根据土层等效剪切波速度和场地覆盖层厚度按表2标准判定。等效剪切波速场地类别表中黑体部分为覆盖层厚度（m）

（m/s）

表2                            建筑场地类别判定标准

ⅰ

ⅱ

ⅲ

ⅳ

备注

v_se＞500

0

500≥v_se＞250

＜5

≥5

250≥v_se＞140

＜3

3～50

＞50

v_se＜140

＜3

3～15

15～80

＞80

根据表1计算所得土层等效剪切波速度值，取覆盖层厚度大于50m，按表2相应标准，初步判定水库围堤建筑场地类别为ⅲ类。

4.3  砂性土地震液化势判别

按地震基本烈度ⅶ度考虑，对水库围堤15m深度范围内的砂性土层依据《岩土工程勘察规范》（gb50021—2001）⁽⁸⁾标准进行判定，当砂性土层的剪切波速度实测值大于由式（8）所计算的临界剪切波速度时，则判定该砂性土层不液化。

式中: v_scr—剪切波速度临界值(m/s)；

      v_s0—与烈度、土类有关的经验系数（砂：v_s0=65m/s；砂壤土：v_s0=45m/s）；

      d_s—剪切波速度测点深度（m）；

      d_w—地下水深度（m），本测区d_w=3m；

      ρ_c—粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，采用3。

根据上述判定标准对水库围堤地基砂性土层进行判别,其结果见表3。

表3                        砂性土剪切波速度统计表

注：g03(21+250)、g05(45+970)两孔深20m范围内地层岩性均为粘性土（即由粘土和壤土组成），故不做液化判别。

由表3可知在深度15m范围内：砂壤土剪切波速度实测值均大于相应剪切波速度临界值，初判为不液化土层；粉细砂剪切波速度实测值均小于相应剪切波速度临界值，初判为液化土层。

5  结论

⑴ 测试结果表明：在水库围堤的物探测试部位20.0m深度范围内剪切波速度范围值为91～200m/s，等效剪切波速度值为142～169m/s；根据文献（7），按20.0m深度内土层等效剪切波速度值（取覆盖层厚度大于50.0m）判别，所测水库围堤部位建筑场地类别为ⅲ类；根据文献（8），按剪切波速度实测值判别，水库围堤地基砂壤土层为不液化土层，粉细砂层为液化土层。

⑵ 对比试验表明：面波法与单孔法测试结果基本一致，施测选用时应根据勘测工作的总体安排和场地条件综合考虑。面波法的优点是不需要钻孔、测试剖面直观等，缺点是需要一定的测试场地、测试处的地层为水平层状展布、当层间波阻抗差异较小时划分的层位与钻孔剖面有一定误差等，一般情况下当勘测场地无钻孔或钻孔缩塌孔比较严重时，可安排面波测试；单孔法的优点是直接对地层测试、结果相对精确且不需要任何场地（只要能成孔），缺点是需要钻孔等，一般情况下当勘测场地有研究其他问题的钻孔时，可适时选用勘探钻孔进行单孔剪切波测试。

⑶ 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。

⑷ 波速测试作为浅层地球物理勘探方法（或原位测试技术），具有简便、快速、经济、准确、分辨率高、应用范围广等优点，受到工程技术人员的青睐和使用。我们相信随着电子技术、信号分析、数据处理等手段的广泛运用，必将为工程设计、施工、监测等诸方面提供更多的参数和可靠的设计依据。但对面波勘探理论的研究以及实际应用等有待进一步的深入和开拓，使之在生产实践中不断总结、完善和提高。

成文过程中参考了我公司北大港水库除险加固工程地质勘察成果报告和物探成果报告，并向参加工作的同志表示衷心感谢！

参考文献：

[1] 刘康和.面波探测新技术综述[j].电力勘测，1997，3（2）：61～64.

[2] 刘康和，魏树满.瞬态面波勘探及应用[j].水利水电工程设计，2001，20（2）：31～33.

[3] 杨成林等编著.瑞雷波勘探[m] 北京：地质出版社1993.10.

[4] 刘康和.p.s测井技术的工程应用[j].华北地震科学，2001，19（1）：18～22.

[5] 林宗元主编.岩土工程试验监测手册[m] 沈阳：辽宁科学技术出版社1994.12：799～819.

[6] 丁伯阳编著.土层波速与地表脉动[m] 兰州：兰州大学出版社1996.6：207～246.

[7] 中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范[s].gb50011—2001.

[8] 中华人民共和国国家标准.岩土工程勘察规范[s].gb50021—2001.

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