剪切波

对于软弱土场地，需改良处理，处理前后对场地土 层剪切波速进行测量对比，可评价改良处理的结果。
第二章 剪切波现场测试方法
第二章 剪切波现场测试方法
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 剪切波的测试设备 剪切波的测试方法 现场测试注意事项 剪切波测试资料的整理 分析软件界面介绍
第二章 剪切波现场测试方法
8、测有泥浆护壁的钻孔，最好从 孔底测起，避免因泥浆沉淀引起卡换 能器和测量深度不够情况。
第二章 剪切波现场测试方法
现场测试注意事项
9、剪切波不能在水中传播， 但根据实测经验，在有浓泥浆护 壁的钻孔中，可以在换能器不与 钻孔壁紧密接触的情况下测得很 好的S波震相，为测量提供了方 便。另外泥浆浓可以减少塌孔的 可能性。
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试设备—信号接收换能器
2、信号接收换能器：
•
•
信号接收换能器的特点
常用信号接收换能器的介绍
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试设备—信号接收换能器
（1）信号接收换能器的特点：
为速度型检波器，有三个分量，一个 垂直，两个水平。三个分量互相垂直，其 中两个水平分量在一个平面内相互夹角为 90°。这样的夹角可以保证检波器放在孔 中任意地方，总有一个检波器与剪切波信 号的方向小于或等于45°，以达到采集波 形良好的效果。
T’：剪切波从孔口到达测点的时间（s） T：剪切波从振源到达测点的实测时间（s） H：测点深度（m） H0：振源与孔口的高差（m） L：从板中心到测试孔的水平距离（m）
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波测试资料的整理—剪切波速的计算方法
（2）剪切波速计算：
Vi=hi/(ticosαi—ti-1cosαi-1) Vi：第i层土的剪切波速 hi：第i层土的厚度 ticosαi：剪切波从孔口到达 第i层土底面的时间
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试方法—检波器的放置
3、检波器的放置：
当井中三分量检波器在孔 内不同深度处接收剪切波时， 应将其固定在孔壁上。当使用 检波器作触发信号时，记时触 发检波器应置于木板中心。
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试方法—仪器的连接
4、仪器的连接：
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接
气囊式井中三分量检波器的连 杠杆式井中三分量检波器的连
剪切波的测试设备—振源
（2）常用振源的介绍：
单孔法波速测试采用的振源 很多，如：爆破、空气压缩枪、 弹簧式S波激发装置、火箭筒等 等。但在一般的场地剪切波速测 试中最常用的是敲击板激振源。
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试设备—敲击板激振源
敲击板激振源：
将一块弹性好的木板（木 板长约2米，宽约0.4—0.5米， 厚约0.1米）受锤击的两头包上 铁板，放在平整的地面上，上 面压上重物，使木板与地面紧 密接触，然后敲击木板两侧， 这样木板就给地面一个水平冲 击力，激起土层的剪切振动。 激发的振动主要为SH波。
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试设备—信号接收换能器
（2）常用信号接收换能器的介绍：
• 气囊式井中三分量检波器
•
杠杆式井中三分量检波器
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试设备—信号接收换能器
① 气囊式井中三分量检波器：
通过充气管给气囊 充气使检波器与钻孔壁 紧密接触藕合，藕合情 况的好坏，对采集波形 的影响很大。采用这种 检波器可以任意选择是 从钻孔底往钻孔口测试 还是从钻孔口往钻孔底 测试。
（1）波形记录的现场识别：
现场采集的波形一般由三部分组成：
第一部分是从零时开始至直达波能量的到达， 其信号除受外部干扰出现毛刺外，基本上是一条 接近于直线的平稳段； 第二部分从波的第一个初至起到第二个初至 止，此段属于P波段，振幅小，频率高； 第三部分是以S波为主的部分，振幅大，频 率低。
第二章 剪切波现场测试方法
第二章 剪切波现场测试方法
现场测试注意事项
1、作为振源的木板应选用弹 性和韧性均好的木板，不宜用铁 板或水泥板。木板锤击的两头可 包上铁皮，或用一块比木板截面 稍大的铁板垫在木板两头以便多 次使用。
第二章 剪切波现场测试方法
现场测试注意事项
2、井孔应与木板长轴线垂直， 即井孔到木板两头的距离应相等， 这是保证木板两面敲击后，剪切 波恰好反向的一个基础。孔源距 应是井孔到木板中心的垂直距离。
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试设备—信号接收换能器
② 杠杆式井中三分量检波器：
通过电池给电磁铁 通电吸合杠杆，将检波 器放入钻孔中，断开电 池使杠杆弹开与钻孔壁 紧密接触藕合。由于断 开电池后无法将杠杆再 次吸合，因此采用这种 检波器只能选择从钻孔 底往钻孔口测试。
第二章 剪切波现场测试方法
• • • • 场地土层类别的评价 地震小区的划分 场地液化的判断 场地土层动弹性模量的计算
第一章 单孔波速测试的原理及用途
剪切波速结果的用途—场地土层类别的评价
场地土层类别的评价：
场地土分类的平均剪切波速范围
浅层岩土分类名称 平均剪切波速范围（m/s） 坚硬土 中硬土 中软土 软弱土 Vm >500 500 > Vm > 250 250 > Vm > 140 Vm <140
剪切波的测试设备—仪器设备
（2）RSM—24FD浮点工程动测仪：
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•
分体机
一体机
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测Leabharlann Baidu设备—仪器设备
分体机：
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试设备—仪器设备
一体机：
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试方法
第二节 剪切波的测试方法
1、 2、 3、 4、 5、 钻孔的情况 振源的放置 检波器的放置 仪器的连接 信号的采集
•
接
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试方法—仪器的连接
（1）气囊式井中三分量检波器的连接：
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试方法—仪器的连接
（2）杠杆式井中三分量检波器的连接：
通电吸合杠杆
检波器与仪器连接
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试方法—信号的采集
5、信号的采集：
•
•
测点间距的选择
第二章 剪切波现场测试方法
现场测试注意事项
5、测剪切波时，锤击力要尽 量保持水平。锤击要干净利索， 避免二次或多次击打。
6、每次放下或提升换能器到 一个新深度应保留十几秒钟后再 测，这样可避免泥浆扰动干扰。
第二章 剪切波现场测试方法
现场测试注意事项
7、在换能器上要配接吃力拉绳。 根据经验，最好是细钢丝绳，细钢丝 绳伸缩性小，抗拉性强，不宜缠绕。
第二章 剪切波现场测试方法
现场测试注意事项
10、测有套管的钻孔，要避免 钢丝绳与套管直接接触。 11、测量时如遇塌孔卡换能器， 在人力拉不动的情况下，最好将 钻机用不带钻头的钻杆放到合适 深度，用冲洗的方法慢慢的提升， 这样可保住换能器。
第二章 剪切波现场测试方法
现场测试注意事项
12、在用气囊式换能器时，用 高压气筒慢慢打气，打一下停一 下，看是否已藕合，如提不动， 则藕合好。切忌连续打气，将气 囊胀破。
剪切波的测试设备—仪器设备
3、仪器设备——RSM系列产品：
• RSM系列产品技术指标
• RSM—24FD浮点工程动测 仪
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试设备—仪器设备
（1）RSM系列产品技术指标：
• 4道独立瞬时浮点24位A/D
• 采样间隔：10—65536微 秒
•
最大增益为25600倍
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波速检层法 原理及应用
剪切波速检层法原理与应用--目录
第一章
单孔波速测试的原理及用途
第二章
第三章
剪切波现场测试方法
单孔波速测试的软件操作
第一章 单孔波速测试的原理及用途
第一章 单孔波速测试的原理 及用途
第一节 第二节 单孔波速测试的基本原理 剪切波速结果的用途
第一章 单孔波速测试的原理及用途
Ti-1cosαi-1：剪切波从孔口 到达第i层土顶面的时间
第二章 剪切波现场测试方法
分析软件界面介绍
第五节 分析软件界面介绍
1、 主操作界面
2、 参数设置界面 3、 波形分析界面
4、 波列打印界面
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试方法—信号的采集
（2）剪切波波形的取得：
测试时，应将井中三分量检 波器固定在预定深度，沿木板纵 轴方向分别敲击其两端，记录极 性相反的两组剪切波波形。
第二章 剪切波现场测试方法
现场测试注意事项
第三节 现场测试注意事项
为获得高质量的波形记录， 测试前应调整好仪器设备，保证 各设备可靠连接。另外，现场要 注意以下的问题。
第二章 剪切波现场测试方法
现场测试注意事项
3、木板与表土层藕合的好坏 直接关系波形采集的好坏。现场 可在选定放木板的地方撒一层砂 子，放上木板来回磨动，然后拿 开木板，藕合好坏一目了然，在 有空缺处再撒砂子，反复数次可 达最佳效果。
第二章 剪切波现场测试方法
现场测试注意事项
4、现场可将汽车直接压在木 板上。无汽车可用重物。重物的 重量应保证锤击时没有大的位移， 另外重物应尽可能在木板上均匀 分配。
单孔波速测试的基本原理
第一节 单孔波速测试的基本原理
单孔波速测试：由震源产生压缩 波（又称P波）和剪切波（又称S波）， 经过土层，由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。
第一章 单孔波速测试的原理及用途
剪切波速结果的用途
第二节 剪切波速结果的用途
剪切波测试资料的整理—剪切波震相确认
触发信号 零时刻
S波初至 时刻
ts
横波走时
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波测试资料的整理—剪切波速的计算方法
2、剪切波速的计算方法：
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走时随斜距的校正
剪切波速计算
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波测试资料的整理—剪切波速的计算方法
（1）走时随斜距的校正：
当振源距孔口距离较大时，应按下列公式 进行斜距校正： H H0 T' T 2 2 L (H H0)
剪切波测试资料的整理—剪切波震相确认
（2）波形的室内判读：
室内判读主要是精确地判读出第一个 S波到达的时间。对不同方向激振所记录 下来的波形图，根据正反向激发S波极性 相反的特点，确定S波的初至，并以触发 信号的起点为零时刻，读取第一个剪切波 到达的时刻。如下图中的ts所示。
第二章 剪切波现场测试方法
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试设备—敲击板激振源
敲击板激振源：
在敲击冲量一定的条件下，激发的SH 波振幅随木板上重物重量的增大而增大，但 超过一定值后影响会有所减少；长板效果比 短板好；板与地面的接触条件对激振效果影 响较明显，板底钉有钉齿、地面上泼水或水 泥浆以增大木板与地面接触的紧密程度可改 善激振效果。
剪切波波形的取得
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试方法—信号的采集
（1）测点间距的选择：
测试时，应使相邻两测点间的时差 大于记录上的可读精度。对于土层一般 以每隔1—2米布置一个测点为宜，并宜 自下而上按预定深度进行测试。当有较 薄夹层时，应适当调整，使得薄夹层中 至少布置两个测点。
第二章 剪切波现场测试方法
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波测试资料的整理
第四节 剪切波测试资料的整理
1、 剪切波震相确认
2、 剪切波速的计算方法
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波测试资料的整理—剪切波震相确认
1、剪切波震相确认：
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波形记录的现场识别
波形的室内判读
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波测试资料的整理—剪切波震相确认
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试方法—钻孔的情况
1、钻孔的情况：
钻孔附近地面应尽可能平整， 钻孔时应尽量减少孔壁土扰动，待 测孔钻到预定深度时，如地层软弱 应下套管护壁，套管与孔壁间应用 灌浆和填砂法处理。
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试方法—振源的放置
2、振源的放置：
用敲板法做振源时，在距孔口1—3米处 放置长度2—3米的木板应与地面贴紧，上压 500Kg左右的重物以防木板的滑移，木板的 中垂线应通过孔口，用锤沿板纵轴从两个相 反方向水平敲击板端，产生水平剪切波。当 板中心的高程与孔口相差较大时，应量测并 记录下来以便做修正之用。
剪切波的测试设备
第一节 剪切波的测试设备
1、 振源
2、 信号接收换能器
3、 仪器设备
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试设备—振源
1、振源：
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振源的特点
常用振源的介绍
第二章 剪切波现场测试方法
剪切波的测试设备—振源
（1）振源的特点：
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激发出的优势波为SH和SV波
具有可重复性和可反向性
第二章 剪切波现场测试方法