纵波与剪切波速测试
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剪切波
1、对于基岩来说，Vp/Vs一般介于1.7～ 2.0之间。 2、水中的剪切波为0，泊松比为0.50；但 是泥浆仍然能够传播横波。 3、根据建筑抗震设计规范，当Vs≥500m/s 时视为岩层。
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重庆渝碚实验检测中心
四、各指标经验值范围
场地土的分类
重庆地勘局208水文地质工程地质队
a）公式推导
正演公式
对于第2个测试点h2，设深度h1～h2土层 的剪切波速度为 vs2 ，剪切波射线长度为 L2 ，它与钻孔轴线的夹角为θ2。 而 L2 又可分为 L21 和 L22 两段，其中 L21 段对 应的波速为vs1，L22段对应的波速为vs2。
根据三角关系，两段射线的长度 L21 和 L22 分别为
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希望大家共同按照计量认证要求，及时完 成波速测试工作的每一步骤！
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一、弹性波简介
4.需要了解的基本概念 ⑴岩土工程勘察分级的方法（工程规模和特征、场地复杂程度、地 基复杂程度）。 ⑵岩石的分类 根据岩石质量指标 RQD，可分为好的（ RQD90）、较好的（ RQD=75～90）、较差 的（RQD=50～75）、 差的（RQD=25～50） 和极差的（RQD25） 。
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a）公式推导
正演公式
对于第1个测试点 h1，设深度h1以上土层的剪切波速度为 vs1，剪切波射线长度 为L1，它与钻孔轴线的夹角为θ1。
根据三角关系，射线长度L1为
则剪切波到达测点h1的走时t1为
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四、各指标经验值范围
岩石
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四、各指标经验值范围
岩石
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四、各指标经验值范围
纵波
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四、各指标经验值范围
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1、单孔法孔内测点布置原则
测点布置示意图
a．每一土层都应有测点，每个测点宜 设在接近每一土层的顶部或底部处，尤 其对于薄层，更不能将测点设在土层的 中点。 b．若土层厚度小于1m，可以忽略。若 土层厚度超过4m，需增加测点，通常可 以1～2m间隔设置一测点。 c．测点设置需考虑土性特点。如各土 层相对均匀，可以考虑等间隔布置，否 则，只能不等间隔布置。
hi和hj分别为第i和第j个测点的深度(m)； ti为第i个测点深度的到时（s）； 为第i个测点到激发点的连线与钻孔轴向的 夹角（º）,可反算。 重庆地勘局208水文地质工程地质队 使用上式时，沿钻孔从上到下顺序计算。
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1、单孔法
B 一发双收 一发双收的原理及波速计算如图
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4、需要了解的基本概念
⑶土的分类：建筑地基的岩土可分为“岩石、碎石土、砂土、粉土、粘 性土和人工填土”。 a.粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为碎石土。 b.粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm的颗粒 质量超过总质量50%的土，应定名为砂土。 c.粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于或 小于10的土，应定名为粉土。 d.塑性指数大于10的土应定名为黏性土。黏性土应根据塑性指数分为粉 质黏土和黏土。塑性指数大于10，且小于或等于17的土，应定名为粉 质黏土；塑性指数大于17的土应定名为黏土。
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建筑场地覆盖层厚度的确定
建筑抗震设计规范
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四、各指标经验值范围
建筑抗震设计规范
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五、常见问题
1、工程名称、委托与施工单位常常前后不符 2、规范名称易出现错误 3、测试深度与提供的钻孔深度相差过少，最好大于50cm。 4、证书编号过期 5、土的动泊松比经常都是0.49，可以适当加以变化 6、在有多个钻孔时，同一岩层的完整性指数Kv变化不大或完全一样 7、中间资料表格中动剪模量公式前的“2”为密度，土层一般取2.0，岩石取2.5 ；而动弹模量公式前的“2”为常量，不需要改变。 8、钻孔的编号有“ZK”、“ZY”、“ZJ”等等之分，要保持和钻孔柱状图一致。
纵波与剪切波速测试
一
弹性波简介
二
规范及相关要求
常见测试方法及设备 各指标经验值范围
主要 内容
五
Fra Baidu bibliotek
三 四
常见问题
汇报人：熊华山
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1、弹性波简介
1.定义： 弹性波——当静力平衡状态下的弹性体在外力作用下，产生的位移、形变和 应力，以波的形式按有限的速度传播，这种波动就称之为弹性波。弹性介质在外 力或扰动的作用下会发生体积和形状的变化(称为形变)，产生所谓应变。应变可 分为纵向(或胀缩)应变和横向(或剪切)应变。这些应变用弹性常数来表示。当一 扰动作用于均匀各向同性完全弹性介质时，在弹性介质内有胀缩应变的纵向位移 形式向前传播的纵波存在，同时也有以剪切横向位移形式向前传播的横波存在。 2.波的种类：体波、面波 （1）体波：在介质体内传播 纵波：P波、压缩波：质点振动方向与波的传播方向一致； 横波的传播形式 横波：S波、剪切波：质点振动方向与波的传播方向垂直；Sv、SH （2）面波：在介质分界面传播 瑞利波(R波)：在介质表面传播，其轨迹是逆时针旋转的椭圆； 勒夫波(L波)：在介质分界面传播
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三、常用测试方法及设备
1、单孔法（分检层法和一发双收）
A 检层法 通常用地震仪加三分量检波器 的方式。是在一个钻孔中分土层进行 检测，故又称检层法，因为只需一个 钻孔，方法简便，在实测中用得较多 ，但精度低于跨孔法。 a）公式推导
定义坐标系原点为钻孔口，z轴沿钻 孔向下为正，x轴向右为正。设测 点深度为hi，激震点距钻孔口距离 为dx。
实际工作中一般用 兆帕而不用千帕， 还应注意动泊松比 与静泊松比的区别 重庆地勘局208水文地质工程地质队 重庆渝碚实验检测中心
1、弹性波简介
⑷Excel表格中的公式
表格中直接用纵横波来单独推算动泊松比、动剪模量，而动弹模量是 用动泊松比和动剪模量来推算的。因此在考虑岩土密度ρ 时，动剪模 量需要作相应变化，而动弹模量不需要变化。
9、文件名编号统一成“150316荣昌县盘龙镇中心小学和中心幼儿园工程地质勘 察”格式，经常出现有时间无工程名称或有名称无时间现象。文件夹下分别 设“提供资料”、“原始资料”、 “中间资料”、 “成果报告”文件夹， 必要时可增加“照片”文件夹。 10、经常不及时报工作量和传原始数据，出报告后也不及时传文件、存档 11、报告格式不要轻易改动，校核报告要用校稿纸打印纸质初稿 重庆地勘局208水文地质工程地质队
A、波速测试适用于测定各类岩土体的压缩波、剪切波或瑞利波的波速，可根据任务要求或测试条件 ，采用单孔法、跨孔法、串式检波器PS测井法。 B、单孔法波速测试应符合下列规定： a 测试孔应垂直，且要保证孔壁不坍塌掉块； b 当采用贴壁式三分量检波器测量时，应将检波器紧贴在孔内壁预定深度处；并在地面采用叩板 法进行地面激振或在孔内采用剪切锤孔内激振； c 当采用孔中激发，地面接收方式测量时，应将地面接收传感器放在第一层土中，并去除周边杂 物，必要时，将检波器放在挖好的坑中进行接收。 C、跨孔法波速测试应符合下列规定： a 振源孔和所有测试孔，应布置在一条直线上； b 跨孔孔距在土层中宜取2～5m，在岩层中宜取8～15m，测点垂直间距宜取1～2m；近地表测点宜 布置在0.4倍孔距的深度处，震源和检波器应置于同一地层的相同标高处，并且尽量离开地层分界面 ，减少因折射波带来的时间判读误差； c 当测试深度大于15m时，应进行激振孔和测试孔倾斜度和倾斜方位的量测，测点间距宜取1m。 D、串式检波器PS测井法测试应符合下列规定： 1 保证孔内有充盈的井液，井液的浓度应保证悬浮式检波器串能顺利下到孔底； 2 检波器串中震源不能少于一个，接收检波器不少于2个，每个间距为1米； E、以上三种波速测试还应符合下列规定： a 应结合土层布置测点，测点的垂直间距宜取1～3m。层位变化处加密，并宜自下而上逐点测试； b 测量P波速度时，宜采用S波速度反算求得； c 利用岩土波速进行固结灌浆效果检测时，应在灌浆前、后分别进行测试，并提供实测波速对比 曲线。 重庆地勘局208水文地质工程地质队 F、当钻孔在基岩或混凝土中时，钻孔波速的测试应采用超声波测井的方式进行。 G、波速测试应有重复观测的记录，一般重复观测比例应不少于10%，重复观测的相对误差应小于5%。
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2、跨孔法
跨孔法又分为一发一收和一发多收（如声波透射法测桩、CT）
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仪器设备
中心现有设备：24道地震仪、6道面波仪、WSD-2A、PDS-SW 检波器：井中检波器串、面波检波器、三分量检波器、一发双收声波 探头，一发一收声波探头等
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重庆渝碚实验检测中心 纵波的传播形式
1、弹性波简介
典型面波记录
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一、弹性波简介
3、工程勘察中常用公式： ⑴用弹性参数表示：
⑵ Vp、Vs、VR之间的关系
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1、弹性波简介 ⑶用波速计算弹性参数公式
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二、规范及相关要求
1、《地基动力特性测试规范》（GB/T50269-1997）
重庆地勘局208水文地质工程地质队 面波法只交代了稳态，没有瞬态法 重庆渝碚实验检测中心
二、规范及相关要求
2、《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）2009版
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a）公式推导 正演公式
同理可得剪切波到达测点h3的走时t3为
根据以上推导，可得剪切波到达任意测点的到时 ti为
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a）公式推导 反演公式
反演公式可由正演公式变形得到：
式中，vsi和vsj分别为第i和第j个测点深度处的 剪切波速（m/s）；
1、对于基岩来说，Vp/Vs一般介于1.7～ 2.0之间。 2、水中的剪切波为0，泊松比为0.50；但 是泥浆仍然能够传播横波。 3、根据建筑抗震设计规范，当Vs≥500m/s 时视为岩层。
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四、各指标经验值范围
场地土的分类
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a）公式推导
正演公式
对于第2个测试点h2，设深度h1～h2土层 的剪切波速度为 vs2 ，剪切波射线长度为 L2 ，它与钻孔轴线的夹角为θ2。 而 L2 又可分为 L21 和 L22 两段，其中 L21 段对 应的波速为vs1，L22段对应的波速为vs2。
根据三角关系，两段射线的长度 L21 和 L22 分别为
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一、弹性波简介
4.需要了解的基本概念 ⑴岩土工程勘察分级的方法（工程规模和特征、场地复杂程度、地 基复杂程度）。 ⑵岩石的分类 根据岩石质量指标 RQD，可分为好的（ RQD90）、较好的（ RQD=75～90）、较差 的（RQD=50～75）、 差的（RQD=25～50） 和极差的（RQD25） 。
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a）公式推导
正演公式
对于第1个测试点 h1，设深度h1以上土层的剪切波速度为 vs1，剪切波射线长度 为L1，它与钻孔轴线的夹角为θ1。
根据三角关系，射线长度L1为
则剪切波到达测点h1的走时t1为
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四、各指标经验值范围
岩石
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四、各指标经验值范围
岩石
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四、各指标经验值范围
纵波
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1、单孔法孔内测点布置原则
测点布置示意图
a．每一土层都应有测点，每个测点宜 设在接近每一土层的顶部或底部处，尤 其对于薄层，更不能将测点设在土层的 中点。 b．若土层厚度小于1m，可以忽略。若 土层厚度超过4m，需增加测点，通常可 以1～2m间隔设置一测点。 c．测点设置需考虑土性特点。如各土 层相对均匀，可以考虑等间隔布置，否 则，只能不等间隔布置。
hi和hj分别为第i和第j个测点的深度(m)； ti为第i个测点深度的到时（s）； 为第i个测点到激发点的连线与钻孔轴向的 夹角（º）,可反算。 重庆地勘局208水文地质工程地质队 使用上式时，沿钻孔从上到下顺序计算。
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1、单孔法
B 一发双收 一发双收的原理及波速计算如图
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4、需要了解的基本概念
⑶土的分类：建筑地基的岩土可分为“岩石、碎石土、砂土、粉土、粘 性土和人工填土”。 a.粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为碎石土。 b.粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm的颗粒 质量超过总质量50%的土，应定名为砂土。 c.粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于或 小于10的土，应定名为粉土。 d.塑性指数大于10的土应定名为黏性土。黏性土应根据塑性指数分为粉 质黏土和黏土。塑性指数大于10，且小于或等于17的土，应定名为粉 质黏土；塑性指数大于17的土应定名为黏土。
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建筑抗震设计规范
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五、常见问题
1、工程名称、委托与施工单位常常前后不符 2、规范名称易出现错误 3、测试深度与提供的钻孔深度相差过少，最好大于50cm。 4、证书编号过期 5、土的动泊松比经常都是0.49，可以适当加以变化 6、在有多个钻孔时，同一岩层的完整性指数Kv变化不大或完全一样 7、中间资料表格中动剪模量公式前的“2”为密度，土层一般取2.0，岩石取2.5 ；而动弹模量公式前的“2”为常量，不需要改变。 8、钻孔的编号有“ZK”、“ZY”、“ZJ”等等之分，要保持和钻孔柱状图一致。
纵波与剪切波速测试
一
弹性波简介
二
规范及相关要求
常见测试方法及设备 各指标经验值范围
主要 内容
五
Fra Baidu bibliotek
三 四
常见问题
汇报人：熊华山
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1、弹性波简介
1.定义： 弹性波——当静力平衡状态下的弹性体在外力作用下，产生的位移、形变和 应力，以波的形式按有限的速度传播，这种波动就称之为弹性波。弹性介质在外 力或扰动的作用下会发生体积和形状的变化(称为形变)，产生所谓应变。应变可 分为纵向(或胀缩)应变和横向(或剪切)应变。这些应变用弹性常数来表示。当一 扰动作用于均匀各向同性完全弹性介质时，在弹性介质内有胀缩应变的纵向位移 形式向前传播的纵波存在，同时也有以剪切横向位移形式向前传播的横波存在。 2.波的种类：体波、面波 （1）体波：在介质体内传播 纵波：P波、压缩波：质点振动方向与波的传播方向一致； 横波的传播形式 横波：S波、剪切波：质点振动方向与波的传播方向垂直；Sv、SH （2）面波：在介质分界面传播 瑞利波(R波)：在介质表面传播，其轨迹是逆时针旋转的椭圆； 勒夫波(L波)：在介质分界面传播
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三、常用测试方法及设备
1、单孔法（分检层法和一发双收）
A 检层法 通常用地震仪加三分量检波器 的方式。是在一个钻孔中分土层进行 检测，故又称检层法，因为只需一个 钻孔，方法简便，在实测中用得较多 ，但精度低于跨孔法。 a）公式推导
定义坐标系原点为钻孔口，z轴沿钻 孔向下为正，x轴向右为正。设测 点深度为hi，激震点距钻孔口距离 为dx。
实际工作中一般用 兆帕而不用千帕， 还应注意动泊松比 与静泊松比的区别 重庆地勘局208水文地质工程地质队 重庆渝碚实验检测中心
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⑷Excel表格中的公式
表格中直接用纵横波来单独推算动泊松比、动剪模量，而动弹模量是 用动泊松比和动剪模量来推算的。因此在考虑岩土密度ρ 时，动剪模 量需要作相应变化，而动弹模量不需要变化。
9、文件名编号统一成“150316荣昌县盘龙镇中心小学和中心幼儿园工程地质勘 察”格式，经常出现有时间无工程名称或有名称无时间现象。文件夹下分别 设“提供资料”、“原始资料”、 “中间资料”、 “成果报告”文件夹， 必要时可增加“照片”文件夹。 10、经常不及时报工作量和传原始数据，出报告后也不及时传文件、存档 11、报告格式不要轻易改动，校核报告要用校稿纸打印纸质初稿 重庆地勘局208水文地质工程地质队
A、波速测试适用于测定各类岩土体的压缩波、剪切波或瑞利波的波速，可根据任务要求或测试条件 ，采用单孔法、跨孔法、串式检波器PS测井法。 B、单孔法波速测试应符合下列规定： a 测试孔应垂直，且要保证孔壁不坍塌掉块； b 当采用贴壁式三分量检波器测量时，应将检波器紧贴在孔内壁预定深度处；并在地面采用叩板 法进行地面激振或在孔内采用剪切锤孔内激振； c 当采用孔中激发，地面接收方式测量时，应将地面接收传感器放在第一层土中，并去除周边杂 物，必要时，将检波器放在挖好的坑中进行接收。 C、跨孔法波速测试应符合下列规定： a 振源孔和所有测试孔，应布置在一条直线上； b 跨孔孔距在土层中宜取2～5m，在岩层中宜取8～15m，测点垂直间距宜取1～2m；近地表测点宜 布置在0.4倍孔距的深度处，震源和检波器应置于同一地层的相同标高处，并且尽量离开地层分界面 ，减少因折射波带来的时间判读误差； c 当测试深度大于15m时，应进行激振孔和测试孔倾斜度和倾斜方位的量测，测点间距宜取1m。 D、串式检波器PS测井法测试应符合下列规定： 1 保证孔内有充盈的井液，井液的浓度应保证悬浮式检波器串能顺利下到孔底； 2 检波器串中震源不能少于一个，接收检波器不少于2个，每个间距为1米； E、以上三种波速测试还应符合下列规定： a 应结合土层布置测点，测点的垂直间距宜取1～3m。层位变化处加密，并宜自下而上逐点测试； b 测量P波速度时，宜采用S波速度反算求得； c 利用岩土波速进行固结灌浆效果检测时，应在灌浆前、后分别进行测试，并提供实测波速对比 曲线。 重庆地勘局208水文地质工程地质队 F、当钻孔在基岩或混凝土中时，钻孔波速的测试应采用超声波测井的方式进行。 G、波速测试应有重复观测的记录，一般重复观测比例应不少于10%，重复观测的相对误差应小于5%。
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2、跨孔法
跨孔法又分为一发一收和一发多收（如声波透射法测桩、CT）
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仪器设备
中心现有设备：24道地震仪、6道面波仪、WSD-2A、PDS-SW 检波器：井中检波器串、面波检波器、三分量检波器、一发双收声波 探头，一发一收声波探头等
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1、弹性波简介
典型面波记录
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一、弹性波简介
3、工程勘察中常用公式： ⑴用弹性参数表示：
⑵ Vp、Vs、VR之间的关系
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1、弹性波简介 ⑶用波速计算弹性参数公式
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二、规范及相关要求
1、《地基动力特性测试规范》（GB/T50269-1997）
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二、规范及相关要求
2、《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）2009版
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a）公式推导 正演公式
同理可得剪切波到达测点h3的走时t3为
根据以上推导，可得剪切波到达任意测点的到时 ti为
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a）公式推导 反演公式
反演公式可由正演公式变形得到：
式中，vsi和vsj分别为第i和第j个测点深度处的 剪切波速（m/s）；