5.第三章 震中的新技术新方法.ppt

第一节 纵、横波速测试技术及其应用 第二节 瑞利面波法 第三节 地震波层析技术（CT） 第四节 垂直地震剖面法 第五节 桩基动态无损检测法 第六节 地微动观测 ;一、动弹参数测试原理 根据弹性理论可得出纵波速度VP 与横波速 度VS 与各弹性参数之间有如下的关系式： ;纵、横波速度测试的意义： 测定岩土介质的动弹参数，评价岩体的 稳定性。用刚度系数或剪切模量G的分布来 研究动力基底结构的振动特性。;二、波速测试方法 1. 横波的激发 根据横波的传播特性，接收横波时，必须使检波器的最大灵敏度方向和波的传播方向垂直（也就是和振动方向保持一致）。 横波是在纵波之后到达的续至波，容易受到干扰因此，在工作中应使震源的振动具有明显的方向性，以突出横波信号。 ;（1） 击板法; （2） 弹簧激振;（3）爆炸式的横波震源;试验表明: 1.顶角为60°的圆锥形空洞装药室 （V型）能 够有效地控制爆炸力的方向性和聚能 性。 2.爆炸时飞出的充填物的冲击力或者与此同时 猛烈运动的装药室的碰撞冲击力均可作为横 波激发源，并能有效地利用。 3.炸药量不是越多越好，若药量太多时，无效 能量也增大，对有效信号的增大并不明显。;（4） 钻孔横波锤 和电火花震源 ;2. 横波的接收和识别 野外横波的测量即可在地面也可在井中进 行。在地面的表土或露头上进行激发和接收时，如前所述，采用不同的激发方向和接收方向，可以获得横波的记录。但由于地表和地下深处岩石所处条件往往差异很大，在地表所测得的波速参数不能完全反映深处岩石的实际情况而产生较大偏差。故目前多采用钻孔中测量的方法。钻孔中测量可分为单孔法和跨孔法两类。;（1）单孔法 又称地震波测井或PS测井。;（2）跨孔法 跨孔法可 以用来测量钻 孔之间岩体纵 、横波的传播 速度、弹性模 量及衰减系数。;（3）纵横波信号的识别 首先分析机械震源和爆炸震源所产生的地震波的特征。它们主要有两个方面的差异。 第一，机械震源产生的地震波，横波的信噪比较大（一般可大于10），而纵波的信噪比往往小于1。爆炸震源则正好相反，其纵波的信噪比较大（一般可大于10），横波的信噪比则只有1~2左右。因此，机械震源对识别横波有利，而爆炸震源对识别纵波有利。; 第二，是两者信号在频率特征上的差异。对于纵波，机械震源和爆炸震源所产生的弹性波频率相差不大；对于横波，一般爆炸震源的信号频率要比机械震源的信号频率高一些。另外，对于爆炸震源，横波的质量往往随距离的增加有所改进，这可能与速度较大的纵波衰减较快有关。;在钻孔中用爆炸方式得到的纵波与横波记录; 在木板两端进行正反两次敲击， 利用记录 上纵、横波呈现相位倒转的特点来识别纵、横 波，确定横波的到达时间。; 跨孔法记录纵横波的识 别与横波到达时间的识别;断裂带上横波能量的衰减;三、动、静弹性参数之间的关系 动、静弹性参数的差异：动校正是在高速率加载和低应变水平的基础上测量的，应变和应力近似服从线形条件；静校正的工作条件和动校正相反，不可避免出现非线性的条件，对于软土地层更严重。; 动、静校正之间的模量关系有很多，如前 南斯拉夫贝尔格莱德地质地球物理研究所对灰 岩作了大量的试验对比，得出的关系式为：;又如前苏联较多的采用关系式为：;四、岩土波速的应用 1、划分岩土性质和岩体质量分类 采用纵、横波速度比（ Vp / VS ）来进行建 筑场地的岩土分类 （1）当Vp / VS 约等于?3，且纵波速度值VP 较 高时，说明是未风化的基岩。 （2）当Vp / VS 约等于?3，而VP值低，主要表示 是砂或卵石。 ;（3）当VP值低，而Vp / VS高，表示经常处于 水位以上的粘性土壤。 （4）当VP接近于水的波速（约1500米/秒）， 而Vp / VS值较高时，可能表示水位以下 的软粘土。; 横波速度一般是和物质的刚度有关，对 粘质土层由于饱和水的不可压缩性使其纵波 速度升高，而对横波速度则影响不大。 ;Vp/VS和VP与土质的关系;横波速度VS对岩石进行分类： 在1989年颁布的建筑抗震设计规范中提出 了用VS对建筑场地分类的标准，参见表3.1.2。;2.判别砂土基底的“液化” 所谓“液化”是指砂土在一定条件下由原 来的状态转变为液态的物理作用过程。如