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《5淺層瞬態(tài)瑞雷波勘探軟土的有效性-李志華》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、淺層瞬態(tài)瑞雷波法勘探軟土的有效性李志華任春山鐵道部第三勘測設(shè)計(jì)院物探所前言軟土在我國沿海地區(qū)廣泛分布，內(nèi)陸平原和山區(qū)亦有存在。由于軟土地區(qū)大面積覆蓋著第四系松散層，地層沉積變化極為復(fù)雜，要進(jìn)行工程勘察僅憑常規(guī)的地質(zhì)測繪和常規(guī)物探勘察手段，必然需要數(shù)量可觀的勘探量和較大的勘察周期，即使如此也難以滿足高等級(jí)線路勘測設(shè)計(jì)要求，為達(dá)到詳細(xì)勘察的需要，鐵三院物理勘探技術(shù)研究所采用瞬態(tài)瑞雷波法輔之其它的物探方法探查軟土分布，在生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行了有益的嘗試，通過大量的工作獲得較顯著的成效。下面結(jié)合某高速鐵路工程探測軟土
2、實(shí)例，說明瞬態(tài)瑞雷波法探測軟土的效果。1、探測原理：此次采用瞬態(tài)瑞雷波法輔之電法，地震(橫、縱波)等進(jìn)行綜合物探。瑞雷波法是基于瑞雷波具有的如下特性：(1)在層狀介質(zhì)中，瑞雷波具有頻散特性。(2)瑞雷波的波長不同，穿透深度也不同。(3)瑞雷波傳播速度與橫波傳播速度具有相關(guān)性。(4)淺層分辨率高，同一介質(zhì)中瑞雷波較其它類型的彈性波傳播速度小，只在表層某一深度內(nèi)傳播。(5)不受各地層速度的影響，折射波法要求下伏層速度大于上覆層速度，反射波要求各層波阻抗差異，瑞雷波法只需具有波速差異，即可進(jìn)行分辨軟土地區(qū)各層
3、間面波速度。具有波速差異(6)現(xiàn)場場地要求不高，并具有省力等優(yōu)點(diǎn)。前兩種特性為瑞雷波勘探提供了充分的理論依據(jù)，后四種特性為該方法的應(yīng)用開拓了廣闊的前景。2、探測實(shí)例工作區(qū)位于黃淮海的沖積平原，第四紀(jì)沉積物很厚，該地下水淺，地基土的承載力較低，部分地段存在著軟土，并且厚度變化較大。軟土對(duì)工程危害性很大，當(dāng)夾有軟土的地基受振動(dòng)荷載后，易產(chǎn)生側(cè)面滑動(dòng)，地基沉積或基底面向兩側(cè)擠出等不良的地質(zhì)現(xiàn)象，危機(jī)行車安全。查明軟土的埋深情況及分布范圍，對(duì)工程治理是非常必要的。2.l瑞雷波法勘探正演試驗(yàn)試驗(yàn)工作遵循從已知到未
4、知的原則，首先已知觸探孔處進(jìn)行對(duì)比正演試驗(yàn)，以認(rèn)識(shí)總結(jié)軟粘土在面波等資料上的反映特征。據(jù)此開展一定數(shù)量的代生產(chǎn)勘察，給出探測解釋的地質(zhì)剖面，并通過觸探來檢驗(yàn)試驗(yàn)解釋的地質(zhì)剖面。并且通過試驗(yàn)確定該工區(qū)面波法最佳采集觀測系統(tǒng)?，F(xiàn)將有代表性試驗(yàn)結(jié)果介紹如下：從表1可見兩層軟粘土層分別與第三層，第六層對(duì)應(yīng)，波速分別為126m/s和134m/s。表層砂粘土Vr=105.8m/s,該層速度較低的原因是由于現(xiàn)場試驗(yàn)期間正值灌溉季節(jié)，砂粘土潮濕、松散所致(以下同)。由表2可見兩層軟粘土分別與第二、四層對(duì)應(yīng)，表現(xiàn)為低速層
5、的存在，速度分別為114m/s和113m/s。55由表3可見，除表層砂粘土以外，該孔處砂粘土等各層的速度均在140m/s以上，面波曲線上不存在速度低于140m/s的低速層。2.2正演試驗(yàn)的認(rèn)識(shí)2.2.1本次工作采用SWS--2型面波儀用一些方向性明顯的震源，選擇最佳窗口作寬角測量，利用計(jì)算機(jī)對(duì)野外實(shí)測記錄的瑞雷波資料進(jìn)行快速傅氏變換，相干,相關(guān)處理分析，可得到瑞雷波頻散曲線，通過定量解釋，可以得到各地層及傳播速度，速度的大小直接反映地層的“軟”“硬”程度，因此可以對(duì)第四系地層進(jìn)行劃分，并可探測具有一定厚
6、度軟粘土層，軟粘土層存在的特征是：面波曲線隨深度增加，VR降低，不變式增加很少，本區(qū)VR一般小于140m/S。2.2.2若布置平面測網(wǎng)，則瞬態(tài)面波法可以探測具有厚度的軟粘土的平面分布范圍。2.2.3關(guān)于面波法的縱向分辨能力(即縱向分層能力)正演試驗(yàn)結(jié)果表明，在本次采用的觀測系統(tǒng)和自己研制激發(fā)方法的條件下，具備h/H=1/2(15米以上)的分辨能力，我們知道分辨能力與土層間的彈性差異,徑深比有關(guān)，同時(shí)也與激發(fā)出的波頻譜有關(guān)，在相同的條件下頻譜越豐富，頻帶越寬，分辨能力就越高。2.2.4初步統(tǒng)計(jì)本工作區(qū)的法
7、速Vr值見表4工作區(qū)土層VR值表4土層VR(m/s)備注表層濕砂粘土80—120m/s15米以上軟粘土90～140m／s砂粘土140～250m／s粘砂土240～300m／s砂300～400m／s3、探測成果3.1瞬態(tài)瑞雷波法本次試生產(chǎn)共完成兩條探測剖面點(diǎn)距30米測線總長1380米。I測線通過Jc-280觸探孔，Ⅱ測線通過Jc—5279觸探孔，根據(jù)1測線26條面波成果曲線特征進(jìn)行分析，可將其分為以下兩大類：第一類為1#--9#測點(diǎn)，以2#測點(diǎn)為例如圖E，經(jīng)反演擬合解釋結(jié)果為勘探深度內(nèi)土層共分七層，除表層呈
8、低速特性外，第三層(1.91～6.01m)，第六層(15.36～18.84m)明顯存在兩層低速，其面波速度分別為128m/s、150m/s。結(jié)合Jc~280觸探孔資料，上述七層解釋結(jié)果為：第一層為濕砂粘土；第三層為軟粘土；第二、四層為砂粘土；第五層為粘砂土，第六層，第七層為砂。其中第六層砂粘土層相對(duì)應(yīng)的面波速度較低，推斷是因?yàn)槌练e層顆粒細(xì)，孔隙比小，且呈不規(guī)則的尖滅層式透鏡體夾層狀，排水性較差，沉積層抗剪強(qiáng)度隨深度不同程度的增大，強(qiáng)度相對(duì)于
