淺析瞬態(tài)瑞雷面波法在路基壓實度檢測中的應(yīng)用

段彬 李竹靜

北京吉友佳檢測技術(shù)有限公司 北京 100043

引言

路基壓實度是土方路基施工中質(zhì)量控制的主要指標(biāo)之一，堅固、穩(wěn)定的路基是保證路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性的先決條件。傳統(tǒng)的路基壓實度檢測方法速度慢，強(qiáng)度大，還會在一定程度上損壞路基，因此，研究路基壓實度檢測新技術(shù)顯得尤為必要。瞬態(tài)瑞雷面波法是近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)，其以高效、無損、快捷的特點，在路基壓實度檢測工作中獲得了大面積應(yīng)用。

1 工程概述

檢測路段位于北京市南長街，整個路段正在進(jìn)行管線鋪設(shè)后的掘路恢復(fù)工作。檢測工作于2013年8月16日～8月17日進(jìn)行。檢測被指定在最不利點上進(jìn)行，15處南北向掘路布置測點85個，19處橫穿掘路布置測點48個，共計布置測點133個。涉及的管線為自來水、北信基礎(chǔ)、電力與路燈[1]。

2 瞬態(tài)瑞雷面波法的工作原理

利用瑞雷面波法進(jìn)行掘路無損檢測，主要利用在分層介質(zhì)中瑞雷面波速度的頻散特性及傳播速度與介質(zhì)密度的相關(guān)性。當(dāng)在介質(zhì)表面施加一瞬態(tài)激振力時，產(chǎn)生不同頻率f的瑞雷面波，不同頻率f的瑞雷面波反映不同深度介質(zhì)的密度變化情況。那么，在沿波的傳播方向以相同檢波距Δ布設(shè)n+1個檢波器，即可接收到nΔt長度范圍內(nèi)的面波。

當(dāng)用重錘激振地面時，利用產(chǎn)生不同頻率f的瑞雷面波，得到不同深度范圍波速Vr，從而得到Vr～H曲線(即頻散曲線)。由于波速與介質(zhì)密度之間存在相關(guān)性，通過Vr～H曲線，計算出不同層的層波速Vr，從而得到與波速密切相關(guān)的土體的力學(xué)參數(shù)[2]。

3 瞬態(tài)瑞雷面波法在路基壓實度檢測中的應(yīng)用

3.1 野外工作方法

檢測之前，在實驗場地進(jìn)行了大量的試驗工作，初步確定工作參數(shù)，在正式進(jìn)場檢測時又作了大量工作，進(jìn)行工作參數(shù)優(yōu)選，最終確定利用8磅大錘敲擊合金激振板激發(fā)，選定偏移距為1m，道間距Δx為0.1m，利用l2道檢波器接收，采樣間隔為0.05ms。利用指數(shù)回歸得到的不同A、B值建立經(jīng)驗公式對整段路基進(jìn)行檢測。

3.2 室內(nèi)工作方法

采集數(shù)據(jù)后，在室內(nèi)的面波分析軟件及成圖軟件上進(jìn)行分析。步驟如圖1所示。

3.3 檢測方法

檢測前，應(yīng)對現(xiàn)場路面進(jìn)行調(diào)查，確定檢測點，通常情況下應(yīng)該著重注意以下3點：一，2個加速度傳感器間距應(yīng)小于測試的路面深度一半以上，并且取震源到最近的傳感器的距離等于傳感器之間的距離；二，傳感器底部應(yīng)加粘石臘，以加強(qiáng)與路基土的耦合；三，盡量調(diào)整力錘的重量使其激發(fā)頻率達(dá)到300Hz以上[3]。

圖1 數(shù)據(jù)分析步驟

4 檢測結(jié)果

4.1 所測路段壓實度檢測結(jié)果

（1）檢測結(jié)果按委托方要求提交壓實度數(shù)據(jù)。掘路回填材料分兩種，－69cm以下為素土，－69cm以上層為無機(jī)料，檢測總深度為：0～1m。在計算壓實度時，以深度－20cm位置的代表速度計算無機(jī)料壓實度，下層－80cm位置的代表速度計算素土速度，各自按照不同的速度與壓實度對照表計算。

（2）從檢測結(jié)果記錄表來看，要求位置的壓實度大部分未達(dá)到設(shè)計要求，具體情況見下表：所測路段壓實度檢測結(jié)果

（3）從處理成果情況來看，從處理成果情況來看，具體情況見下表：

南長街南北向掘路共檢測15個位置，共85個面波點，其中壓實度大于95%的面波點有8個（9.4%），壓實度在90%～95%之間的有2個（2.4%），小于90%的點有75個（88.2%），南長街橫穿掘路共檢測19個位置，共檢測波點數(shù)48點，其中壓實度大于95%的面波點有4個（8.3%），壓實度在90%～95%之間的有2個（4.2%），小于90%的點有42個（87.5%）。由于篇幅有限，文章僅對西華門的路基壓實度檢測結(jié)果進(jìn)行分析。

西華門面波采集布置5個面波點，北信基礎(chǔ)2點，自來水3點。測點位置為被指定最不利點。根據(jù)處理結(jié)果，壓實度在90%以下[4]。

5 結(jié)束語

通過本次檢測工作，做出以下幾點結(jié)論：

5.1 南北向掘路

南北向掘路共檢測15處，其中，南長街28號自來水掘路回填壓實度≥95%，88號院、100號院自來水回填壓實度為90%～95%，除此3處外，其他回填掘路壓實度均＜90%；

5.2 橫穿掘路

橫穿掘路共檢測18處，其中，橫穿8號電力掘路、橫穿15號自來水掘路、橫穿16號電力掘路為90%～95%，橫穿23號路燈回填掘路西側(cè)壓實度≥95%，東側(cè)壓實度＜90%，除此之外，其余掘路回填壓實度均＜90%。

針對本地檢測結(jié)論，建議對壓實度小于90%的路段進(jìn)行換填，同時對壓實度為90%～95%路段增加碾壓次數(shù)，以提高路基壓實度。