在高速公路邊坡勘察中瞬態瑞雷波法的應用分析

【摘要】瞬態瑞雷波法是一種比較常見的勘探技術，其在地質勘查中的應用比較廣泛。將瞬態瑞雷波法應用于高速公路邊坡勘察中，能夠提升地質勘察的效果，對邊坡防治具有一定的促進作用。本文主要對瞬態瑞雷波法進行探討，并對瞬態瑞雷波法在高速公路邊坡勘察中的應用進行分析。

【關鍵詞】高速公路邊坡勘察；瞬態瑞雷波法；應用分析

邊坡問題是高速公路建設過程中需要面臨的重點問題，及時對高速公路邊坡進行勘察和處理，能夠保障高速公路的穩定發展。在實際勘察過程中，高速公路邊坡的數據資料難以獲取，易對邊坡穩定分析結果造成影響，從而為高速公路埋下安全隱患。瞬態瑞雷波法可通過瑞雷波的擴散對淺層地質進行勘察，其在工程地質勘察中的應用效果比較優越。

1、瞬態瑞雷波法

地震波可分為兩類，包括面波與體波。當體波在非均勻介質中傳播時，就會出現投射現象與反射現象。瑞雷波的出現是由于反射縱波與橫波縱波相互干涉形成的。瑞雷波勘探屬于無損探測，其在工程建設中的應用范圍相對廣泛。由于傳統的瑞雷波勘探效果有限，已經無法滿足工程建設的勘探要求，因此出現了瞬態瑞雷波勘探方式。這種勘探方式可通過數據分析，從而得出地下不同深度的數據資料。在進行瞬態瑞雷波的振動信號處理時，可選擇瑞雷波處理軟件。這種軟件可處理各種不同頻率的瑞雷波，從而得出瑞雷波頻散曲線。然后對瑞雷波頻散曲線進行分析，得出對應的深度，并將各深度介質中的瑞雷波速值求解出來。檢波器能夠對瑞雷波信號進行接收和傳輸，并對信號進行初步的處理與保存。在進行瞬態瑞雷波法應用時，可對多個檢波器進行聯用，只需一次瞬發便可得到橫向上的速度剖面，使橫向分辨率與勘探效率得到提升[1]。自由表面傳播的瑞雷面波具有一定的特性，其質點會處于振動狀態。若瑞雷面波傳播深度上升，則質點的垂直振幅便會快速降低，瑞雷面波質點垂直振幅與水平振幅的能量多數處于二分之一波長范圍內。瑞雷面波在均勻介質中傳播時，其傳播的頻率和波速之間并沒有關聯性。而在多層介質中，瑞雷面波的頻率和波速便會存在關聯性。當波長出現變化時，瑞雷面波的穿透深度也會發生改變。因此，可以通過瑞雷面波的傳播特點對水平方向上的地質條件進行了解，利用波長的變化將不同深度地質狀況反映出來。

2、分析瞬態瑞雷波法應用

在進行瞬態瑞雷波法應用時，需要對場地信號進行采集，并對采集的數據進行處理分析。本文主要從采集信號和數據處理等方面對瞬態瑞雷波法在高速公路邊坡勘察中的應用進行分析。

2.1采集信號

瞬態瑞雷波法的應用需要由多個檢波器對面波進行接收，且檢波器在直線排列時需要以震源和間距為依據。在應用瞬態瑞雷波法采集信號時，可以選擇24道檢波器接收面波，也可以選擇12道檢波器。在進行間距安排和檢波器數量選取時，應該根據高速公路邊坡地質結構和邊坡勘察深度進行合理選擇。從以往高速公路邊坡勘察來看，可將偏移距控制在最大勘察深度的三分之一至二分之一內。在道間距選擇方面，可以將最薄地層厚度作為間距，排列長度可以勘察深度為基準。在進行檢波器安裝前，需要對所有的檢波器進行質量檢測，以確保信號采集的有效。且在進行檢波器安裝時，應該控制好地面耦合效果。以某高速公路邊坡勘察為例，該邊坡高度有5米到42米，坡長有230米，坡度在15度到65度。邊坡表層有種植土，土質比較松軟，厚度在0.3米到0.5米左右，下方有砂巖塊石，間隙中有黏土。在進行瞬態瑞雷波法應用時，首先以高速公路邊坡地形為依據，對探測線的垂直邊坡走向進行安排，共安排了三條測線，順著測線測量瑞雷波數據。當瑞雷波數據采集結束后，又在測線上選擇了9個測點，對高速公路邊坡進行鉆孔勘探。在進行檢波器應用時，選擇了24道檢波器，其中偏移距有7米，道間距有1米。檢波器接地方面，其插入深度超過了8厘米，通過直接插入以確保檢波器的接地效果。在滾動測量應用方面，檢波器每次滾動的距離有2米；在邊坡注漿加固效果檢測方面，選擇40磅重的大錘進行錘擊處理。在瞬態瑞雷波法激發時，對于同一激發點需要采用大錘錘擊地面7次，以確保信號的傳播效果[2]。

2.2數據處理

當采集完數據之后，需要通過結果成圖、原始數據預處理和波形處理等步驟進行數據分析。在實際地震波數據采集方面，采集的第一手數據資料可能會出現信號失敗問題，易對數據處理的效果產生影響。因此，當原始數據預處理結束時，應該對原始波形進行處理，從而降低數據干擾。在頻散曲線處理方面，雖然相位差法的處理效果較好，但這種處理方式在高階面波和反射面波等方面的處理效果易被噪聲影響。在瑞雷波數據處理方面，可以選擇瞬態瑞雷波處理軟件。瞬態瑞雷波處理軟件可以實現人機互交，其在波長分離方面的應用效果比較良好。在進行頻散曲線處理時，可以選擇相鄰道法進行信息量的提取。對比相位差法和瞬態瑞雷波處理軟件的應用效果，瞬態瑞雷波處理軟件在頻散曲線信息量提取和橫向分辨率處理方面的效果更加優越。在進行深度間隔和頻率間隔給定方面，可以選擇對數積分方式。與傳統的富士變換方式相比，數積分方式可隨意給定深度間隔和頻率間隔，其在深層縱向分辨率方面的處理效果比較顯著。高速公路邊坡地質中可能會存在物理場地疊加現象，從而對瞬態瑞雷波法的邊坡測量質量造成影響，且測量數據也會出現變化。瞬態瑞雷波處理軟件能夠去除干擾，保障數據處理的效果，其在高速公路邊坡勘察方面具有一定的應用效果。

結語：

綜合上述分析，邊坡問題是高速公路建設過程中需要面臨的問題，需要及時對高速公路邊坡進行勘察與預防。瞬態瑞雷波法是一種新型的地質勘察技術，其在高速公路邊坡勘察中具有良好的應用效果。因此，相關地質勘察部門應注重瞬態瑞雷波法在高速公路邊坡勘察中的應用研究。

參考文獻：

[1]劉曉敏.瑞雷波法在路基填筑質量檢測中的應用研究[J].中國水運（下半月）.2016（12）

[2]姚建雄，江凡.瞬態瑞雷波法在泉州某公路路基檢測中的應用[J].福建工程學院學報.2013（03）

作者簡介：

丁卓為（1985—），男，本科，目前職稱：中級工程師，研究方向：勘測巖土。