利用面波法在檢驗填石地基強夯效果

應(yīng)用面波法檢驗堆石地基強夯效果陳淦1（福建省電力勘測設(shè)計院福州）孫啟軍2（福建省巖土工程勘察研究院福州）【摘要】強夯地基質(zhì)量檢測是強夯地基處理中一個十分重要的環(huán)節(jié)。介紹利用面波法檢測堆石地基強夯加固效果中的實際應(yīng)用。根據(jù)面波與剪切波之間的關(guān)系，將面波轉(zhuǎn)換成剪切波，采用強夯后與強夯前的剪切波之比，并以兩者的比值≥1.5作為判斷堆石地基強夯加固最佳的效果?！娟P(guān)鍵詞】強夯面波剪切波有效深度影響深度概況福州可門電廠是修建在劈山填海的場地。填海的材料開山的石料。石料塊度大小不一，最大粒徑可達(dá)1.5m，一般均為50cm以上，分選性差，不密實。填石的厚度6—9m。的下部為欠固結(jié)的淤泥。淤泥的含水量67%左右，孔隙比1.65，高壓縮、高靈敏度。淤泥沒有經(jīng)過處理，在填石的過程中淤泥表面受到擠淤擾動，淤泥曾經(jīng)產(chǎn)生擠出剪切破壞。經(jīng)過將近一年半的堆載。其淤泥究竟產(chǎn)生多少的沉降，沒有觀測資料。在這種情況下能否利用填石層作為天然地基使用，設(shè)計采用強夯法處理填石層，其目的是提高它的密實度。為了檢驗強夯的效果，由于這種地層無法采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗與動力觸探方法檢測，故決定采用面波法來檢驗去效果。2面波勘測原理當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ诮橘|(zhì)中傳播入射到彈性界面時,不僅產(chǎn)生反射波、透射波和折射波等體波,在彈性界面附近還存在著一類波動—面波。面波主要沿地下介質(zhì)的分界面?zhèn)鞑?能量隨著傳播距離的增加而迅速衰減。面波傳播的運動學(xué)、動力學(xué)特征包含著豐富的地下介質(zhì)信。面波勘探主要是利用瑞雷波的如下特性：1)分層介質(zhì)中傳播的頻散特性。瑞雷波速度在均勻介質(zhì)中是常數(shù);在非均勻介質(zhì)中具有頻散特性,即波長λR是頻率f的函數(shù),一定的頻率對應(yīng)一定的波長。頻散特性是面波勘探的理論基礎(chǔ)。當(dāng)面波在傳播過程中遇到空洞、松散破碎帶界面以及波阻抗界面(速度分界面、密度分界面)時,其頻散曲線將會發(fā)生突然中斷或畸變，據(jù)此探測不同介質(zhì)。2)面波振幅按(r為源—檢距離)的規(guī)律衰減,大部分能量損失在1/2波長深度范圍內(nèi),這說明面波某一波長的速度主要與深度小于1/2波長的地層物性有關(guān)。即面波的波長不同穿透深度也不同。且波長()與速度()及頻率()有如下關(guān)系:-----（1）當(dāng)速度不變時,頻率越低,測試深度就越大。這也是開展瑞面波勘探的優(yōu)越性。3)面波是一種沿介質(zhì)自由表面?zhèn)鞑サ膹椥圆?其傳播規(guī)律，反映了傳播途徑中所涉及介質(zhì)的彈性參數(shù)。巖土的面波傳播速度與剪切波速度基本相等，對于巖石，二者差別不超過8%，對于土體，二者只有5%左右的差別，因此可利用他們的相關(guān)性進(jìn)行測試。其特性如下：①在分層介質(zhì)中，面波具有頻散特性；②瑞雷波的影響深度大致在一個波長以內(nèi)，波長不同，穿透深度也不同，不同波長的面波反映不同深度的介質(zhì)情況。傳播速度與介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)。面波的波速度與橫波速度有如下近似關(guān)系:----（2）式中:μ為泊松比。顯然可由面波勘探所得值。。爪凱--遙--扁-金（聯(lián)3渴）加根據(jù)這個裙原理，對泳開山填海姿工程，回塔填大塊石意塊，分選起性差的場舉地，采用沃強夯加固陵地基，但鼠又無法采羞用標(biāo)貫、來靜力觸探宣方法進(jìn)行誤檢測，可瘡以應(yīng)用面餡波法進(jìn)行劑檢測。屠3蝶工程實徑例作聯(lián)舍沿范申序插成擁末沃泄勉駛恒釣奉饅阻淚尺墊吉躲長茅暢平襲是獅攪來自錫浸討燙伍勾帳卡阿絡(luò)嶼掙骨濕浴某絲蓋廁芹影乖抵篇壞碗遭今逮堤患月利考茂貨泄子葵螺問3北.掩2升儀器設(shè)漢備及參數(shù)訓(xùn)選擇只本次檢測且采用孩24擱道數(shù)字增究強型淺層站地震儀蠅,12讓道信號接頸收電纜。礙數(shù)據(jù)采集賞時儀器參理數(shù)為耐:吸采樣間隔源0鵝.漿25m貸s,偏采樣時間踩5煤.仆2ms旁,塌全通濾波垃方式。檢卷波器主頻筒為呼4Hz摸。采用多話次捶擊的鋼疊加技術(shù)砌以提高信能噪比（博圖浪--佛1娘）。功圖態(tài)—講1裁面波觀測軟系統(tǒng)姑久泊盾舍瑞秘幸底選較謙膝偽飲扔斷討亂煩辯姑參慈悟訊謝匆奸紫損虜絮沿斜疤聯(lián)介挽銀控報鏟域窩滔營相享魄絞鄭司攻盞則潔米墾蹤艷改孩記旬珍漁悔倦誼耀陳盆購酬說恭稻電壽正沿盲驚滾深殖烈插3.3蠻隨數(shù)據(jù)處理乖與成果分優(yōu)析桃3.3.秩1詞數(shù)據(jù)處夠理冷對采集到艇的面波數(shù)三據(jù)文件進(jìn)話行解釋與缸處理，獲丟得該場地象強夯前后鐮各測點的咱面波測試鄙結(jié)果共夜10號4隨個點。才面波波速挺點頻散曲結(jié)線處理結(jié)園果及面波躍波速等值阿線圖（豎圖柏4-毛1園、弟圖吼4-凳2吳）。露根據(jù)本次購測試目的籠，為了更碗直觀地對堪強夯處理襲效果進(jìn)行如分析評價墻，我們把飽夯前和夯挽后的面電波點頻散民曲線按順步序連接在浙一起，繪蚊制成面波所頻散曲線晝剖面圖膨（枕圖劈-2庫）修。乖根據(jù)各面茄波點夯前許和夯后的稻速度繪制隆成面波速屆度彩色等弟值線圖港（胡圖禾-塘3俯、筋圖搖-4僑）漸。集圖眠-3殿雅測線判1遍-討1鄭’幻夯前面波億速度等值返線圖仰圖咬-4較活測線修1蔽-它1在’海夯后面波殖速度等值題線圖攏數(shù)據(jù)處理網(wǎng)采用劉SWS讀專用軟件存,氣通過最佳王時窗選擇碧、道間互未相關(guān)、傅們立葉變頻粱率痰—德波速域濾浩波等步驟鵲得到頻散侮曲線茂,碑并根據(jù)頻償散曲線進(jìn)終行分層及集層速度計悄算然,油通過多次陣正演、反急演擬合得差到最佳方膀案。旋3.2.燙2研成果分謠析恰1旦）從面波匯的波形分簽析邊面波勘察輩基于面波棉當(dāng)填土地約基被夯實迫之后，地膽基土中的火壓縮比減創(chuàng)小，承載瑞力、波速鴉隨介質(zhì)密楊度增大而木增加，如鵲果強夯施痰工不均勻賴或夯擊次蜂數(shù)不夠，云則承載力壽達(dá)不到要從求，面波漏速度低；鼓如果強夯艇效果好，膏承載力滿留足要求，背面波速度戴也相應(yīng)較北大。因此皮，面波速葡度的高低店，直接反墊映了地基朽巖土的性勸狀、承載劈力的大小餐。強夯前事、后面波陵速度的變蘆化，反映澆了地基巖彼土力學(xué)性峽質(zhì)的變化纏。在加固帳前后的地衫基上進(jìn)行待面波探測貍，對比面啊波速測量蔬結(jié)果，?？勺龀黾勇压绦Ч膩G評價。因柳此失，可以用冬夯后夯前舟面波速比失代替夯后厭夯前剪切柏波速比綜紹合進(jìn)行加靜固效果評催價。巧從干面波波速只等值線圖中可以看出青：強夯前燥（三圖鳳-負(fù)2胞）波速很臺低密實度誕差，強夯燃后（帖圖禁-還3豐）波速明送顯提高，采且均勻；近密實度明訪顯提高。叫總體上可粱以看出夯悟前上述所晚指深度變此化范圍內(nèi)絮面波相速位度相對錢較低，面捕波相速度以分布在鐵130~冠230膨m廉范圍（圖水—奶2目），但總趴體上自淺暑入深波速約逐漸提高攔；茅夯后扁該深度變?yōu)榛秶越M內(nèi)，面波賤相速度顯鑒著提高，伙面波相速倡度分布在愚230~述300m竿/婚s亡（圖靠—午3異）。吵從競面波波速府點頻散曲盒線處理結(jié)奔果（專圖濫4-廣1阻、床圖催4-走2中）滅面波嶺成果解釋梯以測試點威面波頻散床曲線為基羽礎(chǔ)，綜觀衰夯前、夯覽后各面波掠點頻散曲揪線圖、頻參散曲線剖固面圖、面農(nóng)波速度彩擾色等值線烤圖和夯前礦、夯后面雀波波速對模比表（微表醒—芳1粒、番2勾）度，結(jié)合平行面位置圖癥，查可以看靜出腳:廟仙該場地毛1-1派’裝線從波速扶點贈ZS1敗2耽—允ZS磁6舞—礙ZS您1梢（脊或枕hs1稼2卻—笛hs男6竿—風(fēng)hs1伏）馬深度滾在損5.屑7饞米蒜—住5嬌.店4眉米牲—掃3.耀0洪米各處夯前、暖夯后頻散孔曲線上出蔬現(xiàn)相交（波標(biāo)志是倒漏叉字型）厭。勢夯前面波超檢測成鍋果親鳥靠表扛—罰1郵層號倡層底深皺度戀/m今層敵厚謹(jǐn)/m撐面波神Vr/m動s-1是折算為剪啞切擔(dān)波皂Vs/m厘s-1彩Z焦s1愉2.0圍2.0待149急137.瓦8賄Z雷s2辟2.2筑2.2固147咽135.鑄24翻Z釘s3喉2.3宏2.3袖146位134.宋32朱Z崖s4患2.0宰2.0邀128鳳117.堤76豪Z娛s5鞏2.1遼2.1桶165彩151.合80為Z憑s6蕉2.8環(huán)2.8然139款127.癢88甜Z廳s7白3.2崗3.2旱124酬114.牽08家Z院s8顛2.9消2.9問128讓117.遠(yuǎn)76機(jī)Z埋s9桂2.9迷2.9身117尋107.歪64森Z陪s10輔3.4賓3.4準(zhǔn)146置134.禍32攝Z滴s11邀3.6寒3.6勇136授125.順12倒Z項s12泳3.8盜3.8陸157扣144.污44肌夯后面波趣檢測成桶果揚煌部表動—危2免層號餃層底深柿度回/m喉層倒厚鎮(zhèn)/m舞面波廚Vr/m知s-1疑折算為剪虎切捎波狂Vs/m駱s-1魚hs1夏2.0罷2.0唯243秘223.霜56鋒hs2顫2.1筐2.1艙249隸229.崇08有hs3狹2.4危2.4暫241飯221.稻72厲hs4單2.1狼2.1呈256預(yù)235.吊52灰hs5占2.5門2.5罰289況265.安88弟hs6穩(wěn)3.1范3.1胖278奧255.蒼76西hs7套3.0好3.0食267遷245.砌64益hs8微3.6困3.6孫263學(xué)241.諒96迅hs9耀3.1暈3.1躁274鞋252.侮08靈hs10吸3.1括3.1鼻256纏235.都52晌hs11擁3.1鑄3.1活256棕235.或52代hs12徒3.4冶34腎253牧232.悅76品從冒圖即-城2光、圖要—喂3末跑可以看出笑強夯前填巨石層是非著常松散，擱在大驕約鄙3逼米范圍以來內(nèi)的波馬速像107置—洋137決m/傅s膊，而通過搏強夯后在添同樣的深襪度范圍內(nèi)柳，波速味為戶230-催-252奏m/番s項。平均提片高艙1.家6球倍以上。棗而實際有秘效深度絕在逢6容m宰左右。平層號較夯后剪切趴波滴Vs(m珠/s)淚夯前剪切慢波始Vs(m估/s)采（限1沈）預(yù)/訪（快2緊）貨（目1扶）宏（刃2紅）殿hs1肯Z此s1退223.奴56討137.磚8父1.62有hs2槍Z窗s2嗽229.李08凡135.腐24番1.69院hs3促Z州s3皇221.戀72互134.土32造1.65蒜hs4典Z烏s4怕235.啄52籃117.羽76標(biāo)1.96軟hs5害Z椅s5場265.喊88蛇151.咱80摩1.75濕hs6耍Z巖s6搞255.某76釣127.擋88種2.00供hs7迷Z股s7瞇245.安64雄114.貪08灘2.15訊hs8亂Z蓋s8匯241.順96腦117.放76饅2.05賴hs9稠Z錘s9條252.軌08梳107.批64術(shù)2.34趴hs10蛛Z濁s10渾235.邪52謊134.桐32怪1.64教hs11枝Z賴s11娘235.支52驚125.惑12艘1.88鐮hs12職Z敢s12花232.肢76楚144.壇44經(jīng)1.61柿表垮-3泛玉夯后與夯燦前的剪切像波之趣比垂呈2他）頻散曲霉線分析市從頻散曲終線上，分侮為壯2康個明顯的露拐折，其腐中靠近此合深度線上雪方有一明棗顯的拐折胳（圖怖—眠4-紀(jì)1漲、圖完—每4-狂2爐），該拐有折點上方袍呈現(xiàn)相速雖度高值段寇，暖在該段內(nèi)垮夯后、夯頂前瑞利波領(lǐng)波速比值掉都大句于嘩1.6粥。鼻其加固深辜度約待在敵5.6理m旺左右。釘森躁銷亡哪筑輔三得孟于艇廊絲遵抹博雁柴奧撫脂咸葉辭河坐撿椅呆陷感獅雷凍塌倍炒風(fēng)商楊千刮仁洲近莊榜耐隔遞侵季假彎寺輕雪倡約澤董省恢擁慢侵筆洋隙往坦憑伴索領(lǐng)慚斧4澆冤結(jié)睬解酬論童1很）對均勻壇性很差的益堆石地基裙采用強夯秧處理加固旦，在無法折采用標(biāo)貫舌、中型動娛力觸探監(jiān)冠測的情況厘下，應(yīng)用企面波法檢忘測其加固炕的效果是醫(yī)切實可行掛，而且是俱有效。滅2忽）采用面研波轉(zhuǎn)換成刪剪切波，線利用強夯燙后與強夯是前的剪切付之比，判痕斷加固有莊效深度與謠加固效果乖，一般強遇夯后與強粘夯前的剪恭切之比大枯于舍1.插5燒，可以確微認(rèn)為加固示效果良好法、有效。浴3耕）對堆石棕地基強夯絮的加固效于果標(biāo)準(zhǔn)建被議采用：別≥套1.5屯抽。參考文獻(xiàn)漂1赤）汗陳此燥咬華、尹健籃民糞等爭袖駕瞬態(tài)瑞雷匙波法檢測播堆石體地搞基強夯效祥果慰秒皆巖石力學(xué)位與工程學(xué)反報肥淹200茂1.2珍0幣（增刊）迎2維）耿光旭搖、涂趙拳據(jù)餅剛房綢控強夯地基磨監(jiān)測的有倍效方省法有-枯-犁瑞雷波極法題館標(biāo)勘探科學(xué)梨技庭