经验公式
Em Es 5.3 Em 200000
Es
Em
1550 645 Em
❖ 科学院：
Es aEmb
Es
0.25E
1.3 m
（适合完整的岩体）
Es
0.25E
1.7 m
（适合破碎的岩体）
Es
0.25E
2.0 m
（适合破碎含水的岩体）
上述经验公式，可以借鉴，在一个新区工作时，
最好做一定试验，建立适合本区的公式（非线性 回归）。如上表：
Es aEmb lg(Es ) lg(a) b lg(Em ) Y A bX
a 0.00363 b 2.3
Es
0.00363E
2.3 m
四、岩土波速的应用
不同性质的岩土介质波速不同，可通过波速评价 岩体的性质。而波速测定具有经济快速和无破坏性 的优点，该方法在工程勘察的各个方面得到了广泛 的应用。
(v2 v1)
(h)
vR
2
vR
v1 v2
v3
(v3 v2 v1)
(h)
2
还可以用反演软件计算各层的层速度。
o
vR
o
vR
v1
v2
v3
(v3 v2 v1)
(h)
2
h(m)
震源
x1
x2 A
u1(t)
三、瞬态瑞利波法
B
u2 (t)
原理：
这个脉冲波包含各种各种频 率，由不同频率的间谐波叠加 而成，可用傅氏变 分离出这 些间谐波，求出不同频率的间 谐波的波速即可。
第二节 瑞利面波法
理论研究表明：当有震源存在时，除产生纵、
横波外，还产生一种沿地表表层传播的面波 （1887年英国学者瑞利发现）。传统地震勘探中 是干扰波。
近年来，通过对其传播特征的研究，可以实现 对表层岩土介质进行分层。--瑞利面波法
一、瑞利波的基本特征
１、质点振动轨迹是一个椭圆；
o
s
p
R
２、频率低、速度低，是一种直达波；
（１）当VP /VS 3( 0.25一般岩石) ，且Ｖp较大：未风 化基地
（２）当 VP /VS 3 ，且Vp较小：主要为砂或卵石。
（３）当Vp值低，而Vp/Vs值高时，表示经常处于水 位以上的粘性土壤。
（４）当Vp值接近水的速度（1500m/s），而Vp/Vs 值高，可能表示水位以下的软粘土层。
vp vs vR
３、沿自由界面分布，穿透深度约为半波长；
vR •T vR / f
o
高频波穿透深度浅
2 低频波穿透深度大
分层探测的依据
z
４、在均匀介质中波速无频散；在非均匀介质中 有频散。
以上特点，构成了瑞利波法的基础。
稳态瑞利波法：用专门仪器（GR-810面仪）， 用可控频率的连续波震源。
t(ms)
设已分离出来频率为 f 的瑞利波谐波
震源x1
x2
A
B
U1(
f
)
A c os (t
x1 VR
)
A c os (t
2f x1
VR
)
U2(
f
)
A c os (t
x2 VR
)
A c os (t2f x2Fra bibliotekVR)
( f ) 2fx
VR
VR (
f
)
2fx ( f )
t(ms)
震源 A u1(t)
B
2、工作方法
（1）地表法----测地表岩土介质的波速；
o
x D1 x D2
D1 x D2
x
p
vp x / t p
s
t p
vs x / ts
ts
t
(2)单孔法和跨孔法----测深部岩土介质的波速；
3、纵波、横波的识别
（1）炸药类震源有利于纵波的激发，机械类震源有 利于纵波的激发；
（2）Vp>Vs 纵波出现在记录的前部；
一、动弹性参数测试原理
Em
V
2 p
•
(1 )(1 2 ) (1 )
Em Vs2 • (1 )
Gm
V
2 p
•
(1 2 ) 2(1 )
Gm Vs2 •
二、波速测试方法
1、震源 （1）炸药类震源----以纵波成分为主； （2）垂向打击类震源----以纵波成分主； （3）定向打击类震源----以横波成分主； 击板法 弹簧激震法 钻孔横波锤和电火花震源
剪切应变和波速密切相关：
re (%)
G
•
amax • VS2
z
•
Ｇ：和相应最大剪切应变等有关的常数；
Ｚ：砂土层的深度；
Vs ：在砂土层中测得的横波波速； amax：地震时地面最大加速度； γ：为深度Ｚ以上砂土层的容重。
re (0.01% 0.02%) 基地不发生液化 re (0.01% 0.02%) 基地可能发生液化
u2 (t) t(ms)
瞬态瑞利波法：用传统的地震仪，脉冲震源。
二、稳态瑞利波法
震源 A x B t1
t2
原理： vR ( fi ) x /(t2 t1) ( f ) vR •T vR / f h/2
vR
t(ms)
(h)
2
v1
v1 v2 v3
(v3 v2 v1)
(h)
2
(h)
2
vR
vR
v1
v2
(3)改变打击方向后，纵波不变，横波发生相位反转。
三、动、静弹性参数之间的关系
在评价岩体和地基的的稳定性时： 动弹性参数—方便，可大量测试； 静弹性参数---采集标本，室内测试；
两者的性质相同，但由于测试方法不同，其数值不 同。
我国南方某坝基动、静弹性参数的测试结果为：
❖ 南斯拉夫 ❖ 苏联
第三章 浅震中的新技术新方法
随着工程勘察任务的发展，对地震勘探的要求不 断提高，为了适应工程勘察任务的需要，在常规反 （折）射波法的基础上又形成了一些新的方法。
纵、横波测试技术 瑞利面波探测 地震波CT技术 桩基动态无损检测
第一节 纵、横波速测试技术
测定岩土介质的波速，计算出岩土介质的弹性参 数，评价岩土介质的质量。
１、划分岩土性质和岩体质量分类：
: 0----0.5，岩土介质越松软其值越大，越坚硬致 密其值越小，一般为0.2----0.3。
Vp 2 2(1 ) 3
Vs
(1 2 )
VP/VS 与σ的关系
σ 0 0.1 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 VP/VS 1.41 1.5 1.63 1.73 1.87 2.45 ∞
完整性系数:
Kw
(VP体 VP石
)2
2、判断砂土基地的“液化”—剪切波速度法
液化：砂土基地在一定的条件下（饱和水、受到 震动），由原来的状态变为“粘滞流体”的过程。
液化后，砂土层的抗剪强度为零，造成地基塌陷、 山体滑坡等地质灾害。
判断基地液化的方法：经验法；对比法。 剪切波速度法：通过横波波速的测定，监测“液 化”的发生。 不发生“液化” 时：Vs较大； 发生“液化” 时： Vs较小。