岩土工程检测中瑞雷波法分析

岩土工程检测中瑞雷波法分析

瑞雷波的特点及原理

1.1瑞雷波的特点

对于瑞雷波的波速VR来说，其主要与1/2波长深度介质的物理性质有着较为直接的关系，具体可以表达为瑞雷波的测试深度H=R/2。其中因素波的频率对瑞雷波的测试深度的大小有着较为直接的影响关系，并可以通过对其频率的控制，从而来测定不同深度介质的平均速度。从上述分析来看，其较为明显的表现出了以下特征：(1)在分层介质中，瑞雷波具有频散特性(2)其波长不同的情况下，产生的穿透渗透也不相同

(3)传播速度主要与介质的物理学性质有着较为密切的关系

1.2瑞雷波的主要原理

在进行岩土工程特性检测的过程中，瑞雷波法的几个主要特征与被测地层有着直接的关系，主要为以下几个方面：首先在进行岩土工程检测的过程中，面波沿地表传播波速的频散现象，通过相应的深度范围，能够在一定程度上反映出地层的弹性分布状况，如果其弹性分布参数呈现着明显的不均匀性变化，则面波频散的也会呈现出相对复杂的表现。其次在工程实际过程中，存在着瑞雷波的穿透深度不一的情况，这主要是由瑞雷波的波长所决定的，因此穿透深度在很大程度上取决于对波长的控制。第三，一般情况下在不同表层传播的瑞雷波由于传播厚度的不一致，会对其传播速度造成相应的影响。另一方面，在厚度不同的情况下，波长在传播过程中的结果与不同传播介质下的方向传播速度都是不

相同的，其在本质上是由于传播介质的差异造成的。

2瑞雷波的主要检测方法

2.1稳态法

当激振器在地面上施加相应频率的简谐竖向激振的情况下，该频率下的瑞雷波是以一种问题的方向沿着表层进行传播的，通过设置在地面上的检波器，能够对相邻瑞雷波的同相位时间差△t进行测量，并根据公式VR=△x/△t从而计算出瑞雷波的传播速度。如果相应的改变地地面激振器的振动频率，就能够测算出当前频率下的VR值。根据此项原则，如果将振动器的振动频率设置为从高到低的逐步变化，就会相应的的得出一条不同频率下的瑞雷波传播速度曲线。对于稳态瑞雷波来说，其主要优势在于能够采用较低的频率，从而进行较大深度的岩土工程勘测。另外从对各频点资料的实测过程分析来看，其同样也具有着施工速度较慢、施工效率较低的特点，从本质上来说稳态瑞雷波是属于弹性波的应用范畴，但是其与瞬态法不同的是稳态瑞雷波探测需要配置相应的激振系统，而瞬态法则需配备具有较强信号处理功能的计算机系统。

2.2瞬态法

相对与稳态法来说，瞬态法主要是采用在地面上造成瞬间的冲击力，从而产生相应频率范围的瑞雷波，并通过不同频率的瑞雷波相互叠加，最终以脉冲的形式向前传播。与稳定法不同的是，瞬态法所记录的信号要经过相应的频谱分析，才能将不同频率的瑞雷波区分开来，最终得出一条不同频率下的瑞雷波传播速度曲线。瞬态法具有着仪器设备较为轻

便且施工速度相对较快的优势，但是在当前应用过程中其所急需解决的问题时如何通过低频率信号的激发，从而进一步增强其勘测深度。瞬态瑞雷波主要是一种在地面上一点激发出不同频率的瞬态瑞雷波，再其沿着地面表层传播的过程中，其同一频率的波长传播特性能够有效的反应出岩土地介介质在水平方向上的变化情况，而不同频率的传播特性则是对地介介质深度变化情况的有效反应。瞬态瑞雷波法的最佳探测深度为30m以内，其横向分辨率主要取决于采样点的距离，而想要提升纵向的分辨率，可以通过增加相应的低频成分的方法进行。

3瑞雷波在岩土工程检测中的应用

3.1地层划分

对于不同的岩土工程来说，如果想要对其不同地层的厚度以及传播过程中的弹性波的不同速度进行了解和掌握，就需要运用瑞雷波频散曲线对传播过程中的速度变化情况进行分析，并对该频散曲线的变化性质进行分析，由此实现了对地层的划分处理。

3.2地基加固评价

在进行岩土工程勘测的过程中，通常需要采取相关的措施对地基加固处理情况进行检测。一般情况下，瑞雷波在传播过程中波速变化主要就是受到了来自地基加固因素的影响，因此需要进行相应的地质勘测，并通过对岩土工程地基加固处理前及处理后的瑞雷波频散曲线，从而得出加固前后的波速差异以及岩土工程地基加固处理后的物理学性质改善程度。

3.3无损检测

瑞雷波在岩土工程无损检测中的应用主要是采用瑞雷波法对路面、路基的波速进行分别测量，并随后计算出相应的路面抗压强度以及路基荷载能力和不同结构层的厚度，同时也可以对路面的接触性能以及均匀性作出相对较为准确的评价。

3.4隧道衬砌质量检测

瑞雷波法在岩土工程隧道检测中，主要是在隧道的混凝土初砌和周围岩层的检测隧道的轴线布置相应的加速传感器，其次采用磁性支座将加速传感器稳定在混凝土衬砌面上，随后进行混凝土初砌质量、厚度以及注浆体的质量和厚度的大面积检测，同时也可以实现对衬砌的裂缝情况和隧道围岩及轴线变化情况进行全方位检测。

3.5构筑物裂缝检测

瑞雷波法在岩土工程构筑物裂缝检测中应用的主要原理是，在出现裂缝问题时，瑞雷波的表现形式以及传播时间会与正常情况下的混凝土有所不同，在此基础上根据波动在传播事件和形式上的差异来对裂缝的深度进行探测，该种方法在当前的岩土工程中有着较为广泛的应用。

3.6地下空间及埋藏物探测

其主要的工作原理是在相应的探测深度范围内存在着空洞或者是埋

藏物的情况下，瑞雷波的散频曲线会出现较为明显的异常跳跃，由此可以根据该种情况对埋藏物的大致范围进行确定。

4结语

作为面波的一种形式，瑞雷波具有着传播速度低、传播过程中衰减较小且抗干扰能力相对较强的特点，同时也是介质中纵波和横波耦合的结果。而瑞雷波在岩土工程的应用主要是由于其能够凭借着频散特征对岩土工程的地质介质结构进行分析和推测，是一种具有经济性和快捷性的检测手段，并在地基加固深度以及承载力的大面积检测方面有着较为独到的优势。因此，在日后加强对瑞雷波法的研究应用和分析，并根据不同工程的特点选用正确的检测方法，能够大大提升岩土工程检测的效率。