单孔剪切波现场测试及注意事项.pdf

单孔剪切波现场测试及注意事项

1为什么要做单孔剪切波测试

天然地基，常常不是单一的匀质土体，而是具有多层结构的非匀质土体，为了解地基土

层的空间分层变化情况，提供与波速相关的岩土动力学参数、计算土层的剪切模量、了解地

基的软弱地层、分析地基土的类型和建筑物场地类别，进行地震土的地震反应计算等，必须

使用波速测井这种地球物理方法。

2单孔波速测试的原理

当S波穿过地层时，他们遇到构造不连续界面时会发生折射或反射，并使其振动方面发

生偏振。当发生偏振的S波的岩石颗粒仅在水平面中运动时，称为SH波。当岩石颗粒在岩

波传播方向的竖直平面里运动时，这中S波称为SV波。

SH波SH－wave水平偏振横波。质点在垂直于入射平面的方向上振动的波叫水平偏振

横波。

SV波SV-wave垂直偏振横波。质点在入射平面内且与传播方向垂直振动的波叫垂直

振横波。

利用直达波的原理，由振源产生的压缩波〔又称P波〕和剪切波〔又称SH波〕，经过

岩〔土〕体，被放置在孔中的三分量检波器接收，根据波传播的距离和走时计算出场地土的

波速，进而评价场地土的工程性质。

学习文档仅供参考

原位测定压缩波〔P波〕、剪切波〔SH波〕在岩〔土〕体中的传播速度，从而防止了室

内测试所带来的误差。

优点：直接对地层测试、结果相对精确且不需要任何场地〔只要能成孔〕。

当地面振源激发产生剪切波信号时，剪切波信号便从震源发出穿过地层介质，到达井下

三分量探头，探头中的检波器，经过机电转换把地震的振动信号转换成电信号，通过电缆传

送到波速测试仪，由测试仪器记录并显示剪切波波形。

〔1〕.在测井工作中，井口、震源、测井探头三点构成了一个直角三角形。

〔2〕.在测井过程中只要知道了两个测点Zi和Zi+1的深度和剪切波的传播时间t1、t2,

则Zi、Zi+1之间的深度之间地层介质的平均波速满足：

h

Vi

i

tcostcos

iii1i1

X

argtg

ii

h

i

i1

3剪切波测试现场注意事项

3.1钻孔

测试剪切波的钻孔有一定的要求，主要如下：

（a）孔径的要求：

按测井探头口径的需要，钻头一般经常使用50～60mm、90~105mm、110~130mm,

学习文档仅供参考

根据测井需要，钻孔直径应该比测井探头直径大3～5cm。

（b）钻孔井壁的要求：

井壁要求光滑，井径变化较小，上下一致。在松散和结构复杂的地层钻井，除

了更换钻具外，钻进的速度也要适当控制以保证钻孔质量。井孔的倾斜要求不能超

过5°，否则测井资料的可靠程度大大降低。尤其跨孔法，对钻孔的要求更严，否

则误差较大。

（c）测井对钻孔时间的要求：

一般测井的时间要求比较特殊，受到终孔时间的限制。一般来说，在钻机打完

井后，马上对钻进进行扩孔、泥浆护壁等工作，这些