瑞雷波法在回填地基加固處理效果檢測(cè)中的應(yīng)用

邱奕超　郭德順　鐘文衡

摘 要：本文闡明瑞雷波法在回填地基加固處理中的應(yīng)用，該物探方法不失為一種巖土測(cè)試的勘探手段，供同行參考。

關(guān)鍵詞：瑞雷波 面波 強(qiáng)夯 回填 加固。

中圖分類號(hào)：TU4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ 文章編號(hào)：1672-3791（2012）10（c）-0011-02

某大型石化原油儲(chǔ)罐基地，其強(qiáng)夯加固區(qū)屬?zèng)_積平原地貌，為淺層的人工填土層、耕植土層、海陸交互相沉積層，軟土層厚度達(dá)5 m以上，其回填土最大厚度達(dá)11～14 m，填方區(qū)需加固的最大厚度達(dá)17 m，采用強(qiáng)夯法加固回填地基。據(jù)鉆孔資料，各土層地質(zhì)特征分布如下：（1）素填土（0～8.2 m）：紅褐色，以回填石為主，較松散，夯前fak≤80 kPa。（2）坡積粉質(zhì)粘土（8.2～13.0 m）：紅褐色，可塑，夯前N63.5=20擊。（3）殘積粉質(zhì)粘土（13.0～15.3 m）：紅褐色，硬塑，夯前N63.5=30擊。（4）強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖（15.3～22.3 m）：紅褐色，半巖半土狀，原巖結(jié)構(gòu)清晰，N63.5＞50擊，其下部為中風(fēng)化巖。

由于采用平板載荷等傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法雖然可靠，但試驗(yàn)影響深度不大，獲取信息有限，設(shè)計(jì)部門要求通過瑞雷波等其他方法進(jìn)行測(cè)試，以獲得較全面的各巖土層物理力學(xué)參數(shù)。

瑞雷波勘探是一種新興的巖土原位測(cè)試勘探方法，該方法利用瑞雷波在巖土中的頻散特性和傳播速度與巖土物理力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性，來解釋諸多的工程地質(zhì)問題。

1 方法技術(shù)

瑞雷波主要沿地面表層傳播，表層的厚度約為一個(gè)波長，因此，同一波長的瑞雷波的傳播特性反映了地質(zhì)條件在水平方向的變化情況，不同波長的瑞雷波的傳播特性反映著不同深度的地質(zhì)情況。在地面上沿波的傳播方向，以一定的道間距△X設(shè)置N+1個(gè)檢波器，就可以檢測(cè)到瑞雷波在N△X長度范圍內(nèi)的波長，設(shè)瑞雷波的頻率為fi，相鄰檢波器記錄的瑞雷波的時(shí)間差為△t或相位差為△ψ，則相鄰道△X長度內(nèi)瑞雷波的傳播速度為：

因此，根據(jù)瑞雷波測(cè)試結(jié)果，可繪制瑞雷波速等值線圖，進(jìn)一步換算為剪切波速等值線圖、標(biāo)貫擊數(shù)等值線圖等其他參數(shù)。

2 檢測(cè)實(shí)例

檢測(cè)采用美國淺層地震儀（48道），檢波器為重慶地質(zhì)儀器廠CDJ-Z2.5型低頻檢波器，其固有頻率為2.5 Hz。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中采用參數(shù)為：道間距1 m，偏移距5～25 m，采樣間隔為0.25 ms，記錄長度為512～1024 ms，每排列12道，一個(gè)排列計(jì)算一個(gè)面波檢測(cè)點(diǎn)。

實(shí)例一：在儲(chǔ)罐A區(qū)，在夯前、夯后共完成了8個(gè)面波檢測(cè)點(diǎn)的對(duì)比，其夯前、夯后頻散曲線見圖1、圖2。回填土各檢測(cè)點(diǎn)夯前、夯后的面波計(jì)算結(jié)果見表1。

通過瑞雷波檢測(cè)結(jié)果可看出以下幾點(diǎn)。

（1）從頻散曲線看，各計(jì)算點(diǎn)頻散曲線形狀相似性好，偏離度較小，曲線拐點(diǎn)較為明顯。

（2）夯前各測(cè)點(diǎn)的頻散曲線，各測(cè)點(diǎn)顯示了在15.0 m左右有一明顯拐點(diǎn)，結(jié)合鉆孔資料，此拐點(diǎn)即為風(fēng)化巖的層頂深度。

（3）夯后各測(cè)點(diǎn)的頻散曲線，其顯示了在6.0～7.0 m左右有一明顯拐點(diǎn)，結(jié)合鉆孔資料和孔壓資料，此拐點(diǎn)以上深度加固效果最好。

（4）從表1可以看出：夯后回填土剪切波速較夯前平均提高了26.3%，承載力特征值平均為275 kPa，較夯前平均提高了89.1%，提高幅度較大。

（5）通過對(duì)坡積層、殘積層的標(biāo)貫對(duì)比試驗(yàn)：坡積粉質(zhì)粘土夯前20擊，夯后28擊；殘積粉質(zhì)粘土夯前30擊，夯后38擊。說明強(qiáng)夯處理后加固效果較明顯。

實(shí)例二：在儲(chǔ)罐B區(qū)，在夯前、夯后共完成了29個(gè)面波檢測(cè)點(diǎn)，其中夯前12個(gè)點(diǎn)，夯后17個(gè)點(diǎn)，試夯區(qū)5個(gè)點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果見表2。

通過瑞雷波檢測(cè)結(jié)果可看出以下幾點(diǎn)。

（1）強(qiáng)夯后，0～4 m剪切波速值增加58 m/s；4～8 m剪切波速值增加32 m/s；8～10 m剪切波速值增加14 m/s；10～12 m剪切波速值變化不大，表明強(qiáng)夯有效加固深度在10 m左右。

（2）根據(jù)剪切波速變異系數(shù)評(píng)價(jià)地基土的均勻性，經(jīng)計(jì)算得出，夯前地基土變異系數(shù)δ夯前=14.5%，夯后地基土變異系數(shù)δ夯后=8.4%，說明強(qiáng)夯后地基土的均勻性有所提高。

3 結(jié)語

瑞雷波法在地基加固處理效果評(píng)價(jià)中不失為一種巖土測(cè)試的勘探手段，能夠提供較豐富的有關(guān)巖土層的物理力學(xué)參數(shù)，在其它軟基處理領(lǐng)域中值得推廣。

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