瑞雷波法勘探原理及其在高速公路路基检测中的应用

瑞雷波法是一种岩土原位测试勘探方法,利用其频散性的传播速度与岩土物理力学性质的相关性可以解决诸多工程地质问题。本文主要讨论了利用瑞雷波勘探方法对高速公路路基的回弹模量、压实度和路基厚度的测试方法和技术,并以京沪高速公路某段路面为例,详述了瑞雷波法勘探技术实施过程,为该段高速公路路基质量作出了合理评价。实践表明,瑞雷波法在高速公路路基的检测中能取得显著的效果。     

瑞雷波法在灰岩工程中的应用

瑞雷波勘探技术是一种高新技术,在岩土工程中有广泛的应用前景。本文介绍了瑞雷波原理和特点,并对多道瞬态面波法结合具体的岩溶体探测和第四纪化学沉积钙华层的划分工程实例,探讨了瑞雷波法在解决灰岩工程中的应用效果,以及面波速度映像成图对岩溶体探测起到的全面追索和对比作用。     

VTI介质瑞雷波频散曲线特征与对比分析

在近地表瑞雷波勘探中,介质的各向异性对瑞雷波传播有着明显的影响。为了研究横向各向同性(vertical transverse isotropy,简称VTI)介质各向异性参数对瑞雷波的影响,以各向异性弹性波理论为基础,利用应力镜像法为边界条件,实现了VTI介质中瑞雷波的正演数值模拟,并利用相移法提取瑞雷波频散曲线。将层状各向同性介质和VTI介质瑞雷波频散曲线作对比,研究结果表明:(1)瑞雷波各阶模式相速度随纵波变异系数δ的增大而减小,随纵波各向异性强度参数ε的增大而增大;(2)随着纵波各向异性强度参数ε的减小和纵波变异系数δ的增大,会引起瑞雷波各阶模式相速度减小和瑞雷波频散曲线各阶模式主要能量所在频带范围减小;(3)当纵波各向异性强度参数ε减小和纵波变异系数δ增大到一定程度后,在速度递增的层状介质中会引起瑞雷波出现"之"字形频散曲线,在含软弱夹层的层状介质中会出现各阶模式频散曲线混淆的现象。     

瑞雷波探测方法在工程无损检测中的应用

正确分析两个测点间不同频率成分波动的相位差,是在所有频段,特别是高频段上,提取到稳定可靠的瑞雷波频散曲线的技术关键.本文利用不同频段的瑞雷波对大型工程地基强夯处理质量、顶管工程对公路路基的影响、故宫汉白玉栏板风化程度等不同尺度的工程问题进行了探测研究,探索了瑞雷波在不同尺度的工程介质体探测中的应用可行性和相应的激发、观测和解释方法,构成了由低频到高频的瑞雷波探测方法的系列,为瑞雷波法在各类工程无损检测中的应用奠定了基础.     

S M98瑞雷波仪测试原理及应用效果分析

SM98瑞雷波仪是一种多功能岩土体弹性波速度测试仪器 ,具有现场测试快速、轻便、精度高等优点。本文介绍了仪器的性能、原理及在高速公路路基压实检测 ,软土地基加固处理效果评价 ,砼结构强度测定 ,场地土抗震性能评价等方面的应用效果     

瑞雷波技术在工程场地勘探与评价中的应用

瑞雷波法是近年发展起来的一项新兴工程物探方法。因具有速度快、成本低、无需钻孔且分率较高等特点,在工程场地勘探与评价中有广泛用途。基于瑞雷波在弹性介质中的传播理论,阐述了瑞雷波在工程场地勘探与评价中的现场测试技术和室内资料整理方法,并结合工程实例,分析评价瑞雷波技术在工程场地中的勘探与评价效果。结果表明,瑞雷波技术能有效划分工程场地地层和正确评价工程场地类型。     

SM98瑞雷波信测试原理及应用效果分析

ＳＭ９８瑞雷波仪是一种多功能岩土体弹性波速度测试仪器,具有现场测试快速、轻便、精度高等优点。本文介绍了仪器的性能、原理及在高速公路路基压实检测,软土地基加因处理效果评价,砼结构强度测定,场地土抗震性能评价等方面的应用效果。     

瞬态瑞雷波反演横波的SVD算法及其应用

利用奇异值分解算法对瑞雷波频散曲线进行反演,提高横波速度的反演精度,引入权重矩阵提高数据分辨率,采用自适应修改阻尼因子提高迭代效果并协调分辨率与解的关系.某高速公路软土路基实测资料试算结果表明,用该算法对瞬态瑞雷波频散曲线进行反演,不但具有稳定性好、精度高、分辨能力强的特点,而且能自动分层和反演地层参数,在高速公路软土路基探测等领域中具有广阔的应用前景.     

SASW法在粉土液化判别中的应用

文章介绍了面波法(SASW法)的基本原理与测试方法,并将该方法用于判别黄河三角洲饱和粉土的液化势.通过标准贯入试验结果与瑞雷波法判别结果的对比,说明以剪切波速为土性指标的液化判别方法是一个很有前景的方法,但由于资料太少,建议继续收集液化调查资料,以发展出一个有充分根据的液化判别方法.     

瞬态瑞雷波法在强夯挤淤复合地基检测中的应用

简要介绍了瑞雷波的性质及瑞雷波法的工作原理,指出了瞬态瑞雷波法的优点.用工程实例论证了瞬态瑞雷波法在强夯挤淤复合地基检测中的应用效果.结语中对应用瞬态瑞雷波法应注意的事项作了简要说明.     

土体受冲击时Rayleigh波作用机制探讨

土体受冲击作用(或称强夯)时Rayleigh波（简称R波）的产生与传播对土体起着不可忽视的作用,重点研究了R波在强夯加固地基中的作用,并结合土体的振动特性,对R波的传播特点、影响深度、引起的变形和体积变化规律进行了讨论。结果表明,R波为强夯法的有效加固波形,其影响深度约为一个波长左右,且对锤底土能起到加密作用,对夯坑以外的土表面在R波的传播过程中有变松作用。结合工程实例给出了成层地基土中R波弥散曲线的求解方法和科学估算强夯影响深度的方法。突破了一直沿用至今的Menard估算加固深度公式的局限。由此可得出,R波在强夯加固地基中有较大的贡献,并非是单纯的有害波的结论。     

High-Frequency Rayleigh-Wave Method

High-frequency (≥2 Hz) Rayleigh-wave data acquired with a multichannei recording sys-tem have been utilized to determine shear (S)-wave velocities in near-surface geophysics since the early 1980s. This overview article discusses the main research results of high-frequency surface-wave tech-niques achieved by research groups at the Kansas Geological Survey and China University of Geosciences in the last 15 years. The multichannel analysis of surface wave (MASW) method is a nou-iuvasive acoustic approach to estimate near-surface S-wave velocity. The differences between MASW results and direct borehole measurements are approximately 15% or less and random. Studies show that simultaneous inversion with higher modes and the fundamental mode can increase model resolution and an investigation depth. The other important seismic property, quality factor (Q), can also be estimated with the MASW method by inverting attenuation coefficients of Rayleigh waves. An inverted model (S-wave velocity or Q) obtained using a damped least-squares method can be assessed by an optimal damping vector in a vicinity of the inverted model determined by an objective function, which is the trace of a weighted sum of model-resolution and model-covariance matrices. Current developments include modeling high-frequency Rayleigh-waves in near-surface media, which builds a foundation for shallow seismic or Rayleigh-wave inversion in the time-offset domain; imaging dispersive energy with high resolution in the frequency-velocity domain and possibly with data in an arbitrary acquisition geometry, which opens a door for 3D surface-wave techniques; and successfully separating surface-wave modes, which provides a valuable tool to perform S-wave velocity profiling with high-horizontal resolution.     

波速测试在岩土工程中的应用

通过波速测试技术进行岩土体弹性波速度原位测试,利用岩土体的纵、横波速度值能够进行场地类别划分,确定场地卓越周期,以及计算地基土的动参数,为岩土工程提供必要的设计参数。通过计算获得了徐州苏宁广场场地土的纵、横波速度以及场地土的动参数,根据《建筑抗震设计规范》确定徐州苏宁广场场地为二类场地,利用波速值计算场地卓越周期为0. 415 s与规范中查表获得的特征周期一致。为该工程场地工程地质评价和抗震设计提供了丰富的参数。     

浅层地震横波技术在工程勘察中的应用

本文提供了地震横波反射法及横波速度在工程勘察中的应用实例。采用横波反射技术开展地下各类工程地质的探测与研究,具有波速低、波长小、不受潜水位的影响、波形可极化以及抗干扰能力强等特点。这种尝试对拓宽地震勘探服务领域十分有益。     

从亚洲S波波速结构看地幔流体运动特征

总结S波速度成像研究的成果,在对全球地幔对流模式分析对比的基础上,考察了亚洲地区地幔S波速结构的总体特征以及地幔流体运动的模式.认为上地幔S波速结构的总体特征总体上可以用板块构造学说来解释,亚欧超级大陆中心区地幔中有地热能量积累.海南下方地幔S波速度负异常可能反映现代地幔热羽柱,地幔热流体的运动有由下向上及倾向两种模式...     

密集线性台阵地震背景噪声速度成像及其在湖南沃溪金钨锑矿勘探中的应用

多道面波分析技术在近地表勘探领域有着广泛应用,准确的提取频散曲线成为面波勘探成像的关键。文章介绍了一种新的地震背景噪声互相关面波频散成像方法——拓距相移法。该方法在传统相移法的基础上,利用阵内相移对小孔径范围的面波中高频信号进行提取,并利用阵外相移对大孔径范围的面波中低频信号进行提取,然后将两部分频散曲线融合从而得到更宽频带的面波频散曲线用于地下速度结构的反演。该方法在保证对近地表结构进行较高分辨率成像的同时,大大增加对深部结构的有效约束。2019年9月到10月期间,作者在湖南沃溪布设了8条密集测线,进行了1个月的地震背景噪声数据采集,并利用上述拓距相移法提取了0.1~2 s的瑞利面波宽频带相速度频散曲线。通过初步反演其中3条测线的背景噪声数据,获得了该矿区深度2.5 km以浅的地震横波速度结构。经与已知地质资料比对,160测线的地震横波速度反演结果与断层、岩性分界面及矿脉有着较好的对应关系,表明获得的沃溪矿区地震横波速度结构较好地反映了控矿构造、岩性分界以及矿体的分布位置等信息,为该区中—深部找矿提供了重要依据。该研究利用实际数据检验了拓距相移法的有效性,为今后深部找矿提供了一个有效的高精度成像方法。     

人工地震横波地质勘察——查明复杂、疑难地质问题的新方法

人工横波地震是工程物探的一种新技术，但由于理论上存在一些误区，在工程实践中给地质解释带来一定困难。正确理解和计算横波波速是解决这个问题的首要任务，利用多次叠加时动校正的速度能量团计算横波速度比较可靠，该技术的应用已成功地解决了一些疑难复杂地质问题。准确的横波波速计算可使横波勘探得到更好地推广和应用，为工程设计和建设提供可靠的地质资料。     

纵横波速度反演在气层识别中的应用

提出一种部分叠加资料的反演方法。部分叠加资料保留了原有的大量信息,在测井及构造层位的约束下,建立最符合地下实际情况的初始模型。通过非线性最优化理论,采用逐道外推技术,能同时反演出每一个点更准确的纵波和横波速度,进而可以求得纵横波速度比及泊松比,为储层预测和储集层内的流体识别提供丰富的弹性参数信息。     

煤体瓦斯与地震波属性的相关性试验

在突出煤层巷道中,采用矿井巷道地震波超前探测方法,按照巷道腰线方向进行线性观测系统布置,三分量接收,人工锤击激发,进行多次跟踪探测试验;利用初至波求取掘进煤巷迎头前方30 m范围内的纵、横波视速度,并计算出纵横波速度比和泊松比等地震波属性参数;对比分析对应的瓦斯检验参数发现,煤体中瓦斯含量与地震波属性间具有一定的相关性,研究结果有望为瓦斯突出危险性预测提供一种新的思路和途径。      

岩石脆性临界破坏的波速特征分析

根据岩石加载破坏过程中应力-应变和波速-应变曲线所反映的的波速变化特征,研究了岩石声波传播速度与其加载变形过程的相关性。研究表明:岩石破裂前波速及特征参数随着变形破坏阶段变化会有显著改变,特别是应力水平到达70%⁸0%之后,当加载破坏过程中岩石的裂隙大量增加后波速参数出现突变。这是由于在膨胀点附近岩石中微裂隙迅速丛集式增长,改变了岩石内部的微观结构,导致岩石波速降低。伴随着波速降低,波速走时急剧增大,离散度增大;S波和P波的振幅减小,但其振幅比急剧增大;S波、P的波Q值也会出现突变。通过对岩石加载过程中的波速变化与应力-应变曲线之间的关联性分析,利用波速信息变化可以实现对岩石脆性破裂前兆的识别。