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波速檢測技術在巖土工程勘察中的運用
波速檢測技術在巖土工程勘察中的運用
摘要：工程勘察是工程項目實施的重要組成部分，巖土工程勘察在建筑工程中具有不可替代的關鍵地位。介紹巖土工程勘察以及波速檢測技術，結合工程實例，對波速檢測技術在巖土工程勘察中的應用方式進行詳細探討，以期為類似工程提供借鑒。
關鍵詞：巖土工程；勘察；波速檢測
在巖土工程施工中，通過對施工現(xiàn)場進行詳細勘察，能夠準確掌握巖土工程地質條件，從而為巖土工程設計和施工提供依據。隨著科學技術的快速發(fā)展，巖土工程勘察技術種類逐漸增多，不同勘察技術的特性以及適用性均有一定的區(qū)別。對此，需要結合實際情況選擇適宜的巖土工程勘察技術，這樣才能夠保證其應用效果。
1巖土工程勘察概述
隨著城市化進程的逐漸加快，巖土工程的建設數量逐漸增多，同時，建設規(guī)模均逐漸擴大。為了保證工程建設的順利進行，在巖土工程施工前，必須進行巖土工程勘察，明確掌握施工區(qū)域地質條件以及水文條件實際情況，綜合考慮工程所在區(qū)域地質資料，結合工程建設需要，制定完善的施工方案，這樣才能夠有效提升巖土工程建設效益。在我國不同地區(qū)，巖土工程地質條件有一定的區(qū)別，比如巖土種類、不同巖土成分含量等等，如果采用統(tǒng)一的巖土工程勘察技術，則會影響技術的適應性，導致勘察結果準確性降低。對此，為了盡量避免在巖土工程施工中，地質因素以及水文因素對施工的順利進行造成不良影響，必須進行巖土工程勘察，并采用先進的勘察技術，這樣才能夠保證巖土工程勘察結果的準確性。
2波速測試技術的基本原理
在巖土工程勘察中，波速測試技術的應用原理為：以波速為依據，對巖土工程地基土物理性質進行分析，是當前一種比較先進的巖土工程勘察技術。波速測試技術的種類有很多種，其中瑞利波、剪切波以及壓縮波較為常見。通過波速測試結果，能夠對巖土工程不同場地類型進行劃分，在動力參數設置方面，需要綜合考慮抗壓、阻尼、抗剪剛度等參數。同時，通過將波速測試技術應用于巖土工程勘察中，還能夠準確反映出相關地震參數，比如阻尼比、動剪切剛度等等。通過對上述測試數據進行分析，能夠判斷出巖土工程土體是否發(fā)生液化，根據測試結果判斷巖土體的卓越周期，保證巖土工程施工場地劃分的科學性和合理性。在對波速測試結果進行計算時，可以采用以下計算方法：當固體介質受到外力沖擊作用時，固體介質會產生應變，當這一外力沖擊作用消失后，外力沖擊無法與應變保持平衡關系，就會產生彈力波，并且從固體介質傳遞至四周位置。彈性波的組成形式比較復雜，常見波型有面波、體波等。其中，面波一般是在巖土體的表面進行傳播，又可以被分為瑞雷波以及拉夫波。另外，體波又可以被分為壓縮波以及剪切波。在同一個固體介質中，不同波的傳播方式有很多種，并且其傳播速度以及傳播特征也有一定的區(qū)別，對此，在進行波速計算過程中，需要根據不同的波進行計算。
3波速檢測技術在巖土工程勘察中的應用實例
3.1工程概況
本次研究的巖土工程為火車站改建工程項目，通過對施工現(xiàn)場進行地質勘察發(fā)現(xiàn)，該施工區(qū)域底層地質由下而上：強風化云母片巖、粉質粘土、淤泥質粉質粘土、粉土以及粉砂素填土。由于該火車站工程為公共項目，因此，在巖土工程勘察設計中，必須滿足抗震性能要求。綜合考慮施工條件、施工環(huán)境等因素，需要對施工場地巖土類別以及場地卓越周期進行計算，并采用波速測試法進行勘測。
3.2測量方法
首先對火車站改建項目施工現(xiàn)場進行整平處理，在井口邊1.5m位置，放置激振板，激振板尺寸為2.5m長、0.3m寬、0.1m厚；在井口的中心位置，需要對激振板的安裝位置進行檢查，確保模板能夠與地面直接接觸；另外，在激振板上，還需要放置500~1000kg重的物體，這樣才能夠保證測量工作的順利進行。在實際測量過程中，需要注意對木板的兩側位置進行多次敲打和測試，確保獲得3次清晰的S波形，然后再對井口端的鐵板進行多次敲打，產生清晰的P波。
3.3測量結果
在對本工程進行巖土工程勘察中，采用波速單孔監(jiān)測技術，對施工現(xiàn)場Z2-17號孔以及23號孔進行監(jiān)測。根據本次測量發(fā)現(xiàn)，17號孔的覆蓋層厚度為28m,17號孔的等效剪切波為206m/s;另外，23號孔的覆蓋層厚度為30m,23號孔的等效剪切波為203m/s.綜合考慮巖土工程勘察涉及規(guī)范，該火車站工程地基類型為軟土地基，場地類型為Ⅱ級。在測量結果計算過程中，設卓越周期為T,覆蓋層厚度為H,相應孔的等效剪切波速設置為Vse,巖土工程卓越周期計算公式為：T=4H/Vse根據本次計算，在該火車站改建項目中，(www.panasonaic.com)17號孔的卓越周期為0.3883s;23號孔的卓越周期為0.3941s.由此可見，通過應用波速測試技術，能夠較快計算出巖土工程卓越周期。
3.4巖土動力參數計算
在本次巖土工程勘察中，動力參數計算公式如式（1），通過采用剪切波速法，對巖土工程承載力進行計算。μ指的是泊松比；ρ指的是介質密度，單位為g/cm3;Ed指的是動彈性模量；Gd指的是動剪切模量，單位為GPa.本次測試結果如表1所示。
3.5砂性土地震液化勢判別
該巖土工程抗震要求為7度，因此，在本次勘察工作中，必須對施工區(qū)域深部地質條件進行勘察。對施工現(xiàn)場15m深度地質環(huán)境中的砂性土層液化情況進行監(jiān)測，同時，根據公式（3），對剪切波速度進行計算，然后對二者進行比較。如果實際值較小，則說明該施工區(qū)域土層為液化砂性土層；而如果實際值較大，則說明該施工區(qū)域土層不送液化砂性土層，具體計算公式如式（3）。在上述公式中：Vscr指的是剪切波速度的臨界值，單位為m/s;Vs0指的是經驗系數；ds指的是在對剪切波速度進行測試時的測試區(qū)深度，單位為m,dw指的是測試區(qū)域地下水深度，單位為m;在該工程勘察中，測試統(tǒng)計結果如表2所示。通過對上述測試所得數據進行分析可見，通過對施工現(xiàn)場15m深度地質條件進行勘察計算分析，通過將粉砂層剪切波速度實際值與剪切波速度臨界值進行比較，如果實際值偏大，則說明該施工區(qū)域地層并不是液化類型。而如果實際值偏小，則說明該施工區(qū)矛為液化類型。
4結語
綜上所述，在巖土工程施工中，通過對施工現(xiàn)場進行地質勘查，能夠為工程設計和施工提供依據。巖土工程勘察技術有很多種，本文主要對波速檢測技術及其應用方式進行了詳細探究，分析可見通過應用波速檢測技術，能夠有效保證巖土工程勘察結果的準確性，從而為整個工程的順利進行奠定基礎。
參考文獻
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作者：詹金錨 單位：貴州有色地質工程勘察公司
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