北海潿洲島原油碼頭地層剪切波速和電阻率特征

　　摘 要：采用剪切波速測試儀和電阻率測試儀對北海潿洲島原油碼頭土層進行了測試，根據波速分布和時距曲線，計算了場地覆蓋層厚度土層的剪切波速、等效剪切波速，利用已測剪切波速對地層波速值進行了分層統計。根據地層波速統計值對場地代表性孔進行剪切波速值預測，最后依據測試波速、剪切波速計算值和電阻率值對場地進行綜合評價。
　　關鍵詞：剪切波速 覆蓋層厚度 場地類別 電阻率
　　中圖分類號：P5文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0097-02
　　北海潿洲島原油碼頭及配套工程為中國石化青島煉油化工有限公司儲運設施完善項目的一部分，位于山東省青島市經濟技術開發區黃島街道辦事處小石頭村東北，西鄰青島煉化公司苯乙烯裝置區，東側為麗東化工。擬建場地大體上呈矩形，南北長約440m，東西寬約420m，西側延伸一條長約610m的條形區域。控制場地范圍的對角坐標為：A=2317.50，B=3172.00；A=2736.00，B=3535.00。儲運設施完善項目主要包括加氫原料罐組區，航煤罐組區，汽油、石腦油罐組區，附屬設施區及一條東西向的管廊組成。為了對場地進行綜合評價，采用剪切波速和電阻率測試儀對場地土層進行了物探測試，共布置剪切波速測試孔17個，電阻率測試點31個，測試點在勘察場地內均勻布設，測試點位布置在詳勘鉆孔位置附近。
　　1 剪切波速測試
　　1.1 測試儀器和方法
　　剪切波速測試使用儀器為河北省廊坊開發區大地工程檢測技術開發有限公司生產的XG—I懸掛式波速測井儀，儀器主要技術指標如下：動態范圍：96dB；前放增益：18～60dB（8～1000倍）；通道數：1～3道可選；采樣間隔：0.003～10ms可調；采樣次數：512～16k可調。
　　儀器接收信號的探頭采用懸掛式井中檢波器，主要技術指標如下：水平檢波器的固有頻率為60Hz，靈敏度為30V/m/s。電磁式激振源指標：供電電壓直流48V，電流≤6A。工作時將懸掛式探頭（即振源和檢波器）放入孔中，用孔中的泥漿液作為震源和檢波器與井壁耦合介質。震源為水平激振（垂直井壁）激發產生P、S波，S波沿井壁地層傳播，由兩個相距1m的檢波器接收沿井壁傳播的S波振動信號并把S波的振動信號轉換成電信號，通過電纜由主機記錄顯示存儲。主機對信號進行數據處理后采用兩道互相關分析方法，自動計算S波在兩道檢波器間傳播的時間差，從而計算出兩道間的S波傳播速度。測試順序自下而上逐點進行，測點深度間隔1.0m。
　　1.2 測試結果與分析
　　在獲得各測點處的剪切波速后，可根據建筑抗震設計規范劃分土的類型，見表1。
　　①1層素填土（Q4ml）：褐黃～黃褐色，由花崗巖類風化巖殘積土回填形成。場地內該層土剪切波速97.7～114.8m/s（A區強夯區域124.8～139.8m/s）。①2層沖填土（Q4ml）：灰～灰褐色，主要由粉砂、淤泥質粉土組成。場地內該層土剪切波速103.0～128.0m/s （A區強夯區域136.0～145.0m/s）。②1層淤泥質粉土、粉砂（Q4m）：灰～褐灰色，該層大部分地段為淤泥質粉土、粉砂。場地內該層土剪切波速111.7～144.0m/s（A區強夯區域134.2～164.0m/s）。②2層粉質粘土（Q4m）：灰～褐灰色，軟塑～可塑，干強度中等，韌性中等，局部夾粉土薄層。場地內該層土剪切波速145.0～156.0m/s。③1層粉土（Q3a1+pl）：灰黃～褐黃色，稍密，局部松散，飽和。場地內該層土剪切波速160.0～197.0m/s（A區強夯區域228.2～232.3m/s）。③2層粉質粘土（Q3a1+pl）：灰黃～褐黃色，可塑，局部軟塑。場地內該層土剪切波速156.3～236.7m/s（A區強夯區域271.4～289.8m/s）。③2夾層中粗砂（Q3a1+pl）：褐黃～黃褐色，主要礦物成份為長石、石英、云母等。場地內該層土剪切波速244.0～308.0m/s。④層中粗砂（Q3a1+pl）：黃褐色，局部灰白色，主要礦物成份為長石，石英，磨圓較差，分選較差。場地內該層土剪切波速253.1～310.0m/s。⑤層砂質粘性土（Q3al+mc）黃～黃褐色，主要礦物成份為石英、長石、云母等，磨圓較差，分選性中等。場地內該層土剪切波速307.0m/s。⑥1層全風化花崗巖（γ）：褐黃～黃褐色，除石英外大部分礦物以風化成土狀。場地內該層土剪切波速277.0～365.5m/s。⑥2層強風化花崗巖（γ）：黃褐～淺肉紅色，主要礦物成分為鉀長石、石英、云母等，裂隙很發育，巖芯呈碎塊狀～砂粒狀。場地內該層土剪切波速501.0～741.0m/s（A012該層土剪切波速492.0m/s）。.
　　綜合分析：本場地覆蓋層厚度在13.0～32.0m范圍內。未進行地基處理區域等效剪切波速128～148m/s，場地內覆蓋層厚度15～80m，依據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）表4.1.6進行場地類別判定，屬Ⅲ類場地；進行強夯過的A區部分區域等效剪切波速164～165m/s，場地內覆蓋層厚度3～50m，依據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）表4.1.6進行場地類別判定，屬Ⅱ類場地。
　　2 電阻率測試
　　2.1 測試儀器和方法
　　電阻率測試儀器使用重慶地質儀器廠生產的DDC-6電子自動補償（電阻率）儀，采用溫納裝置進行電阻率測試，測試深度為1.5m、3.0m的視電阻率，供電電極距AB/2分別為2.25m、4.50m；測量電極距MN/2分別為0.75m、1.5m。采集數據過程中，按溫納裝置測深1.5m、3m移動電極，測試完成，順時針旋轉60°，重復上述操作測試三次，求取視電阻率平均值作為該測試點的視電阻率值。
　　2.2 測試結果與分析
　　本次測試分別在A003、A009、A020、A026、B005、B006、B013、B024、B034、B036、B047、B064、C007、C009、D029、C043、C046、C067、D001、D013、D017、D021、D025、D043、D062、D066、D070、D074、D110、D114、D118號鉆孔旁布設了視電阻率測試點，測試點編號同鉆孔編號，測試結果見表3。
　　根據表3視電阻率測試結果分析如下。
　　A020、B006、B013、B024、B036、B047、B064、D013、D017、D021、D025、D062、D066、D070附近測試點1.5m深度和3.0m深度時的視電阻率均小于20Ω·m，這些測試點附近區域在3.0m以上深度時場地土對鋼結構應按強腐蝕性考慮；A003、B006、D043附近測試點1.5m深度時的視電阻率大于20Ω·m，小于50Ω·m，這些測試點附近區域在1.5m以上深度時場地土對鋼結構應按中腐蝕性考慮；A003、A009、B006、C043、C046、C067、D001、D043、D074、D110、D118附近測試點3.0m深度時的視電阻率大于20Ω·m，小于50Ω·m，這些測試點附近區域在1.5～3.0m以上深度時場地土對鋼結構應按中腐蝕性考慮；A009、A026、B034、C009、C029、C043、C067、D001、D074、D110、D114、D118附近測試點1.5m深度時的視電阻率大于50Ω·m，小于100Ω·m，這些測試點附近區域在1.5m以上深度時場地土對鋼結構應按弱腐蝕性考慮；A026、B034、C007、C009、C029、D114附近測試點3.0m深度時的視電阻率大于50Ω·m，小于100Ω·m，這些測試點附近區域在1.5～3.0m以上深度時場地土對鋼結構應按弱腐蝕性考慮；C007附近測試點1.5m深度時的視電阻率大于100Ω·m，該測試點附近區域在1.5以上深度時場地土對鋼結構應按微腐蝕性考慮。
　　分析電阻率測試成果，結合電阻率測試時場區內填方情況，現地形仍為原水塘底的區域如B區、D區部分電阻率測試點附近，電阻率測試成果明顯較小，填土層小于3.0m時，電阻率測試成果略大，如A003、A009、B006、C043、C046、C067、D001、D043、D074、D110、D118等測試點；測試深度范圍內完全為填土的視電阻率最大，如A009、A026、B034、C009、C029、C043、C067、D001、D074、D110、D114、D118等測試點。綜合分析場地內視電阻率大小主要與場地土被海水浸染有關，場地周圍水資源主要由海水補給，海水中富含各種鹽類，各種離子含量較高，電阻率測試為原場地土的視電阻率值較低，電阻率測試在填方區的視電阻率值相對較高。考慮建筑受以后地下水影響，建筑區域3.0m以上土對鋼結構建議按強腐蝕性考慮。
　　3 結論
　　（1）本場地覆蓋層厚度在13.0～32.0m范圍內。未進行地基處理區域等效剪切波速128～148m/s，場地內覆蓋層厚度15～80m，屬Ⅲ類場地；進行強夯過的A區部分區域等效剪切波速164～165m/s，場地內覆蓋層厚度3～50m，屬Ⅱ類場地。（2）現地形仍為原水塘底的區域電阻率測試成果明顯較小，填土層小于3.0m時，電阻率測試成果略大，測試深度范圍內完全為填土的視電阻率最大。（3）視電阻率大小主要與場地土被海水浸染有關，場地周圍水資源主要由海水補給，海水中富含各種鹽類，各種離子含量較高，電阻率測試為原場地土的視電阻率值較低，電阻率測試在填方區的視電阻率值相對較高。考慮建筑受以后地下水影響，建筑區域3.0m以上土對鋼結構建議按強腐蝕性考慮。
　　參考文獻
　　[1]中華人民共和國建設部.巖土工程勘察規范（GB50021-2001）[S].北京：中國建筑工業出版社，2009.
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　　[3]中華人民共和國建設部.建筑抗震設計規范（GB50011-2001）（2010年版）[S].北京：中國建筑工業出版社，201