5 波速测试新方案.ppt

文档名
岩土体弹性波速的意义
弹性波波速参数在岩土工程中的应用——测试目的
岩体完整性评价
工程岩体完整性指数
场地土层类型划分
剪切波速 VS（140/250/500）m/s  （软/较软/较硬/硬）
场地类别列的单频面波
按稳态法求相速度
瑞雷波检测示意图
面波成分
震 源
面波法
有关面波的几个基本概念
相速度（phase velocity）
群速度（group velocity）
频 散（dispersion）
频散曲线（curve of dispersion）
频散特征（feature of dispersion)
单一频率成分的波动传播所对应的波速，称为相速度
各种频率成分的波动相干叠加后的宏观波动传播速度，称为群速度
频散是指波传播速度随波动频率变化的现象
频散曲线是描述相速度与波动频率（波长、波数）之间关系的曲线
频散特征是指相速度与波动频率之间关系的其变化
面波法
面波的关键特征
能量 —— 集中在界面附近，影响一定深度
穿透深度 —— 高频浅、低频深
波前/等相位面 —— 柱面（轴对称）
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
U
W
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
U, W
瑞雷波在深度方向的衰减
U — 水平位移振幅
W — 垂直位移振幅
Z / R = 
R = VR / f
W / W0 = 1 / e
……
……
界面（1）
第1层
第2层
第3层
第4层
界面（2）
界面（3）
第m1层
第m层
第m1层
界面（m1）
界面（m）
第n1层
第n层
界面（n1）
自由表面
均匀、各向同性层状介质模型
z
x
瑞雷波探测的原理
均匀各向同性层状介质频散曲线
d1=1m
d1=3m
d1=5m
d1=7m
VR / ms-1
f / Hz
d1=1, 3, 5, 7m;
1=cm3;
VP1=250ms1;
VS1=95ms1;
（1）两层介质模型
2=cm3;
VP2=250ms1;
VS2=150ms1
模型参数
瑞雷波探测的原理
均匀各向同性层状介质频散曲线
d2=2m
d2=5m
d2=7m
VR / ms-1
f / Hz
d2=2, 5, 7m;
2=cm3; VP2=450ms1; VS2=150ms1;
（2）三层介质模型
三层介质模型参数
d1=1m;
1=cm3; VP1=300ms1; VS1=100ms1;
3=cm3; VP3=700ms1; VS3=225ms1
瑞雷波探测的原理
均匀各向同性层状介质频散曲线
d3=5m
d3=10m
d3=15m
d3=20m
VR / ms-1
f / Hz
d1=1m;
1=cm3;
VP1=800ms1;
VS1=462ms1;
（3）四层介质模型
四层介质模型参数
d3=5, 10, 15, 20m;
3=cm3;
VP3=1400ms1;
VS3=808ms1;
d2=2m;
2=cm3;
VP2=1000ms1;
VS2=577ms1;
4=cm3; VP4=2000ms1; VS4=1154ms1
瑞雷波探测的原理
实测瑞雷波频散曲线的解释
速度—深度剖面法
频散曲线拟合法
根据速度—深度曲线定性解释所得到的岩土体分层大致情况建立岩土体初始分析模型；然后根据波动理论计算岩土体初始分析模型的频散曲线并与实测频散曲线相比较，不断调整修改岩土体分析模型的参数使理论频散曲线不断靠近实测频散曲线；在理论曲线与实测频散曲线之间的误差满足一定精度要求的条件下即可将最后修定的岩土体分析模型作为面波探测的岩土体解释结果。
VR / ms-1
f / Hz
VR / ms-1
R / m
VR / ms-1
H / m
R = VR / f
H = R
瑞雷波探测资料解释的速度—深度剖面法示意
-
面波法
应用实例
漳