波速測試技術在巖土工程勘察中的應用

付穩強

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，我國巖土工程覆蓋范圍不斷擴大，這也對巖土工程勘察工作提出更高的要求，為了進一步提高巖土工程勘查水平采用波速測試技術，能夠滿足特殊條件下對地基土物理性質的分析。下面文章就對波速測試技術原理進行分析，并探討該技術在巖土工程勘察中的應用。

關鍵詞：波速測試;測試技術;巖土工程;工程勘察

目前，科技一直處于快速的發展中，因此在巖土工程的勘探當中使用了非常多的新興技術，其中，使用土層剪切波速測試技術主要是對場地土層的具體剪切波速進行相應的測定，從而更好的確定場地土的具體類型，劃分場地的類別，最終交給設計部門進行使用。

1 波速測試技術相關概述

1.1 基本的原理

在巖土工程的勘察當中使用波速測試技術的具體原理：把波速當作主要依據，對巖土工程當中的地基土進行物理性質的分析，其在巖土工程勘探當中屬于一種比較先進的技術。關于波速測試技術可以分為非常多的種類，包含：瑞利波技術、剪切波技術以及壓縮波技術等。利用波速測試得到的結果，可以完成巖土工程類型的具體劃分，關于動力參數的設置，需要對于阻尼、抗壓以及抗剪剛度等參數進行詳細的分析。與此同時，在巖土工程勘探當中使用波速測試技術可以非常準確的把地震參數體現出來，比如具體的動剪切剛度以及阻尼比等等。分析測試數據之后，可以對于巖土工程土體是否出現了液化現象進行判斷，按照測試結果進而判斷出巖土體的周期，保障巖土工程在施工場地當中劃分的更加具備科學性以及合理性。關于波速測試結果的計算方法比較多：如果固體介質遭受外力沖擊，那么固體介質會出現應變能力，當這種沖擊力消失之后，外力沖擊以及應變之間不會出現平衡關系，那么就會出現彈力波，從固體介質向四周的位置逐漸傳遞。關于彈性波的組成是非常復雜的，比較常見的有：面波以及體波等。一般情況下面波是在巖土體的表面完成傳播，又可以對其進行細分，即瑞雷波以及相應的拉夫波。除此之外，體波又可以細分為壓縮波以及相應的剪切波。在相同的固體介質當中，不同波會存在非常多的傳播方式，其傳播特征以及速度之間也存在區別，對此，在對波速進行計算的過程當中，一定要按照具體的波來完成計算。

1.2 具體的測試方法

當前，關于剪切波速的測試技術有很多種，包含：鉆孔檢層法以及折射波法，鉆孔檢層法又可以細分為跨孔法以及單孔法。如果使用折射波法，那么就會使用較多的檢測儀器，非常不便，所以目前鉆孔檢層法比較常用。跨孔檢層法的相關檢測設備非常的笨重，如果想要使用跨孔檢層法就需要多鉆幾個孔，檢測效率也比較低，因此在工程當中單孔檢層法比較的常用。關于單孔檢層法的原理：沿著鉆孔的具體深度，在某一點處設置檢波器，在離孔口較近的地面完成激振，從而可以得到鉆孔各分層的具體剪切波速，除此之外，檢波器的位置以及激振的位置可以進行互換。單孔檢層法比較的簡便，可以保障各分層波速數值的準確性，因此應用的非常廣泛。

1.3 應用現狀

剪切波速測試技術主要在淺層的勘探當中進行使用，可以很好地保障波速測試結果具備準確性，其測試結果可以對于多種地質問題的解決起到輔助作用，因此在具體的巖土工程勘察當中得到了比較廣泛的應用，比如：工程動力學參數的具體計算以及場地土承載力的具體計算等，這些都需要使用剪切波速測試技術來更好的完成。除此之外，剪切波速測試技術具備非常大的優勢，測試操作比較的簡單、測試成本比較低以及分辨率比較高。與此同時，由于存在多種測試方法，因此可以在建筑、水利、石油以及冶金等各種各樣的巖土工程當中發揮更重要的作用。當前，我國已經對剪切波速測試進行了規范化，關于測試方法也做出了非常明確的要求，可以這樣講，在我國巖土工程的勘測當中，剪切波測試技術的應用非常的廣泛。

2 具體的應用

案例。某煙草公司由于打葉復烤項目的實施需要進行征地328畝（即220669m2），總建筑面積大致為154650m2，需要擬建主廠房、鍋爐房，選葉車間、成品庫，原料庫以及綜合辦公樓等。在本次工程當中需要對于巖體以及土體進行勘測，主要內容包含：巖溶覆蓋層的具體厚度變化以及具體的分布規律、發育特帶，場地巖土工程的相關劃分，關于巖體質量單元的具體劃分;測試土以及水的物理力學性質，對地基的穩定性以及承載力進行評價;關于場地以及地基的地震情況進行判定、邊坡是否具備穩定性;面對地基的一些基礎方案以及邊坡支護的具體方案提出相對應的措施，選出具備穩定性的地基持力層。

具體的勘察方法包含：地質調查，鉆探以及鉆孔超聲波速的具體測試等，為了更好的判定具體的類型以及場地，可以在部分鉆孔當中使用CE-9201巖土工程質量檢測儀完成具體的測試，工作量的匯總如下。

為了使得巖土的具體質量、地層的具體動彈性參數以及場地覆蓋層的具體厚度等更加的精確化，需要對擬建場區當中的6個鉆孔進行關于剪切波的具體測試，結果如下。

對場地類別進行劃分的過程中，需要參考土房等效剪切波速以及場地覆蓋層的具體厚度，在本工程當中，場地主要有雜填土，耕植土以及紅黏土等覆蓋，厚度大致為0～28.20m，平均厚度大致為8.9m，按照現場檢測的成果以及計算結果，本次工程當中的部分剪切波均值大致為178.28m/s，波速均值為179.24m/s，因此可以做出判斷：建筑場地土的類型以及類別應該分別為中軟土場地以及Ⅱ類。

綜上所述，波速測試是巖土工程勘察的常用方法，在應用中該技術具有效率高、成本低、施工便捷、信息處理快等優勢，能夠滿足相關工程對于土質地層條件的評價工作，測試人員應該具有基本的理論知識和業務能力，合理選擇測試儀器，做好全過程的測試控制，準確的計算出剪切波速值和其它動力學參數，做好測試資料的再解釋，保證巖土工程勘察的準確性。

參考文獻

[1]李利華.波速測試技術在巖土工程勘察中的應用[J].工程建設與設計，2018（11）：82～84.