钻孔波速测试作业指导
1试验目的
1.1测定地层剪切波速和压缩波波速,划分建筑场地类型;
1.2计算岩土动力学参数,如地基的动弹性模量、动剪切模量和动泊松比;
1.3在岩土工程勘察中,配合其它方法综合评价场地土的工程力学性质。
2适用范围
本方法适用钻孔孔径在80~140mm、孔深在0~120m范围内的岩土地层波速测试。
3、依据的标准
《地基动力特性测试规范》(GB/T50269-97)。
4仪器设备
4.1主要仪器一览表:
表4.1主要仪器一览表
设备名称
型号
主要技术指标
三分量检波器
测量方向:x、y、z三分向;通频带:28~200Hz
相对相位差:≤3°;灵敏度:28(或60)V.s/m
动测仪
RSM-SW
通道数:4道3道接收 1道外触发);前放(高增益通道):128倍
7.6点击正剪、反剪;点击续存;点击正剪、反剪;点击续存……直至采样结束。
8测试资料整理
8.1绘制波速测试成果表或成果图,其内容包括:
(1)地层名称及顶底板深度,柱状图;
(2)地层的波速;
(3)地层等效剪切波速。
8.2划分场地土类别。
9地层波速的确定及其应用
9.1应用波速分析程序调用波速测试结果,根据测试曲线的形态和相位确定各测点实测波形的起跳位置,得到波从振源点到各测点的历时,根据工程地质钻孔柱状图,按地层类别由下式分别计算出各地层的平均波速值:
vsi—计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)
n—计算深度范围内土层的分层数。
按表9.1判别场地类别。
表9.1各类建筑物场地的覆盖层厚度
等效剪切波速
(m/s)
场地类别
Ⅰ0
Ⅰ1
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
vse>800
0
800≥vse>500
0
500≥vse>250
<5
≥5
250≥vse>150
<3
3~50
>50
vse≤150
图表中的栏目要填写齐全,内容要符合有关规定。
4-5
不同试验点的各种曲线图纵、横座标要尽量一致,要有可对比性。
4-6
各种图表的格式及内容要做到规范化。
8、报告单位名称、审批人、工程负责人、报告审核人、参加人员。
10.2图表部分
1钻孔地质柱状图
2深度-波速曲线;
3其它有关图表。
严格按照规范的规程及公司质量管理程序要求进行现场质量控制,特别是一些关键过程的控制(见附件一:钻孔波速测试关键过程控制表)。
附件一钻孔波速测试关键过程控制表
分类
序号
控制标准或措施
k·△Hi
Vi=
△Ti
其中:ΔHi为某层厚度,ΔTi为波通过该层的时间,k为深度校正系数,
√hi2+L2
k=L为孔口距,hi为某一层的层底深度。
hi2
9.2对于跨孔法,各点测试深度的波速值为:
S2-S1
V=
T2-T1
T1—波到达第一个接收孔测点的时间(s)
T2—波到达第二个接收孔测点的时间(s)
S1—由振源到第一个接收孔测点的距离(m)
关键点
总
则
1-1
对工程涉及的有关国家、行业及地区的规程、规范以及业主和设计院的要求要理解准确、透彻。
△
1-2
试验设计方案要周全,能够保证满足工程要求及试验人员人身安全
1-3
试验点布置要经过业主及设计方认可,试验地层要经过勘察方鉴定确认。
1-4
参加工程人员要具有相应的技术资格或技术职称。
1-5
无专业技术职称的试验人员要经过培训。
1-6
各种仪器、仪表、探头在校准周期内。
△
1-7
试验前要对仪器设备进行检查维护,保证仪器性能正常。
1-8
试验前检查连接电缆的牢固性和仪器的灵敏性、有效性。
1-9
仪表如经过修理,修后要经过校验和试用,鉴定其是否正常。
安
装
2-1
试验钻孔直径要符合要求。
2-2
激振板安放平稳,传感器接地牢固。
2-3
地震仪、试验探头连接状态良好。
5.2检查仪器是否在检定周期内。
5.3检查探头的密封绝缘和充气状况,核查测绳的深度记号,其误差控制在2%以内。
5.4检查检层法测试所用的振源板或跨孔法测试所用激振装置是否完好。
6试验规定和要求
6.1测试孔应与铅直方向一致,采用跨孔法时,测试孔应设置两个接收孔,并布置在一条直线上。
6.2单孔法测试当剪切波振源采用锤击上压重物的木板时,木板的长向中垂线应对准测试孔中心,孔口与木板的距离宜为1.0~3.0m,木板应与地面紧密接触,板上所压重物宜大于400kg或用测试车的两前轮对称压住振源板。
瞬时浮点放大:最大100000倍;AD转换位数:多核16位
采样间隔:5μs~10000μs;
采样长度:0.5k、1k、2k、4k、8k五档连续可调
通道频带宽度:0.1~2000Hz;触发方式:内、外触发
震源
大锤或标贯锤
4.2钻孔波速测试系统框图
(1)单孔法测试框图
(2)跨孔法测试框图
5测试准备工作
5.1现场踏勘,了解钻孔附近地面条件、钻孔参数,确定测试方法并选定波速探头。
6.3当压缩波振源采用锤击金属板时,孔中距金属板距离宜为1.0~3.0m。
6.4测点布置应根据工程情况和地层确定,单孔法每隔1~3m布置一个测点,对于跨孔法,测点间距为1.0~2.0 m。一般宜自下到上的顺序进行检测。
6.5测试时要保证充气的探头与孔壁紧贴。
6.6单孔法测试大锤敲击时要保证大锤水平敲击振源板的一端,避免连击,保证采集的信号质量。每个测点至少敲击两次,即振源板的两端各敲击一次。两次敲击的信号波形正常、初至基本重合且剪切波信号反相时,记录的结果方能有效。
<3
3~15
15~80
>80
10钻孔波速测试报告内容
10.1文字部分
1、工程名称、地点、委托单位、测试方法和测试日期;
2、测试目的、要求、任务和工作量;
3、测试场地地质、地形、地理概况;
4、所用仪器设备及性能指标;
5、波速测试成果表;
6、测试结果的数据处理方法、计算公式及有关参数选取的分析论证;
7、结论及建议;
7.3 打开软件进行相应的设置;根据所测钻孔地层和测点深度,通过触摸屏设置合适的仪器工作参数(如采样间隔100μs,频率0kHz~1000kHz,采样长度设1024),经检查无误后,进行下一步操作。
7.4检查检波器和连线等安装无误;点击正剪、反剪,分别左右敲击振源板,记录信号合格后,进行信号存盘。
7.5点击新存,输入文件名;提升检波器,进行下一点测试。
6.7测试过程中严格控制测点的深度误差。
6.8测试工作结束后,应选择部分测点作重复观测,其数量不应少于测点总数的10%。
7试验过程
7.1有关测试准备工作完成后,即可开始检测。(以RSM-SW剪切波波速测试仪为例)
7.2按放好震源板后进行仪器连接,打开仪器,将波速探头放至预定的位置后打开吸合开关,杠杆弹开。
S2—由振源到第二个接收孔测点的距离(m)
9.3土层的等效剪切波速,按下式计算:
vse=d0/t
n
t=∑(di/vsi)
i=1
式中:vse—土的等效剪切波速(m/s);
d0—计算深度(m),取覆盖层厚度和20m二者的较小值;
t—剪切波在地面至计算深度之间的传播时间;
di—计算深度范围内第i土层的厚度(m);
△
2-4
试验前仪器参数预置、地表仪器灵敏度和状态测试。
试验操作
3-1
试验前周围清除一切震源。
△
3-2
按规定的设计要求进行单点测试。
3-3
测试资料现场初整,判断测试效果。
内
业
整
理
4-1
各种计算要经过复核。
4-2
各种曲线要符合规范要求,无错误。
4-3
动探参数计算无错误、等效剪切波速数