波速检测仪解析

  仪器仪表网 ·  2012-08-18 23:41  ·  29826 次点击
随着我国城市建设步伐加快,加强了对地下地质信息的依赖。各类建设项目前期对地下地质及人工建筑信息需求不断丰富,加大了对地下信息探查的投入。使得各种探测方法不断引入,纵观各类物理测试手段在城市地下信息探查应用中,都存在一定的局限性(这些局限性主要是受城市探测条件的影响),至使探测结果总不能够满足设计要求,多数项目只能边施工边变更设计,使建设项目造价不断提高,由此市场需求一种更适合于城市地下前期勘查方法。
波速检测仪
观测、研究地震波在岩土中的传播速度的工程地震勘探方法。人工激发的地震波(纵波、横波和面波)在岩土中的传播速度与岩土的形变有直接关系,传播速度的大小,特别是横波速度的大小反映了岩土的状态、结构和物理力学性质。只要测得岩土的纵波速度vp、横波速度vs和密度ρ值,即可计算岩土的动弹性模量Ed、动剪切模量Gd、动压缩模量Kd和动泊松比舶μd
不少学者还用vp,vs值与岩土的主要物理力学参数建立相关关系,因而,可以通过波速测试间接得到这些参数;或直接用岩土的波速值来评价岩土的物理力学性质和强度,评价地基加固效果。
20世纪80年代末,工程地球物理勘探界利用先进的地震波层析成像技术对岩体进行全面细致的质量评价,圈定地质异常体取得显著效果,为波速层析成像技术开拓了新的前景。
波速测试常用的方法有:地面直达(折射)波法、单孔法、跨孔法和瑞雷波法。
(1)地面直达(折射)波法。在地面、探槽、坑道等岩土露头上,激发、观测直达(折射)波中的纵、横波在岩土中的传播速度。观测方法有:剖面法和透视法。利用传播时间和距离计算岩土体的纵、横波速度。横波激发和接收是测试结果质量的关键,即:横波激发方向应与横波传播方向垂直,接收横波检波器的最大灵敏度轴与质点振动的方向一致。直达波法使用的仪器设备有大锤或其他震源、检波器、浅层地震仪(见工程地球物理勘探仪器)。
(2)单孔法。可以在钻孔附近地面上用叩板法激振,孔内不同深度处用三分量检波器接收纵波和横波;也可以在孔内不同深度处用爆炸或井下剪切波锤激振,在钻孔附近地面用三分量检波器接收纵波和横波。用传播时间与路程之比计算各层纵波和横波速度。单孔法使用的仪器设备有井下剪切波锤或其他激振设备、三分量检波器和浅层地震仪。
(3)跨孔法。用井下剪切波锤或其他激振设备在一孔内激发,用井下三分量检波器在另一孔或多孔内接收纵波和横波。用孔间距与到达时间之比计算地层的纵波和横波速度。对于每个测点,震源与检波器应位于同一地层内,钻孔间距的选择应以确保每一个测点能获得同一地层的直达波。测试前必须测井斜。跨孔法使用的设备有井下剪切波锤或其他激振设备、井下三分量检波器和浅层地震仪。
(4)瑞雷波法用激振器在测线的一端施加某一频率Fi的稳态强迫振动,离激振器不同距离分别埋设两个检波器接收瑞雷波。以其中一个不动的检波器为参考点(Di),并由近及远地移动另一检波器(Di),使两者之间的距离等于一个波长λi。改变激振器的频率,重复上述步骤,测量不同频率的瑞雷波波长,则不同频率的瑞雷波传播速度Vri可由频率与波长的乘积获得,即Vri=Fiλi。利用面波的频散特性研究软弱地基的振动特性和对地基处理的质量进行监测;也可用Vr=K1Vs来换算横波速度Vs,式中K1是与介质泊松比μ有关的常数。瑞雷波法使用的仪器设备有激振器、检波器、放大器和示波器。
波速检测仪
随着我国城市建设步伐加快,加强了对地下地质信息的依赖。各类建设项目前期对地下地质及人工建筑信息需求不断丰富,加大了对地下信息探查的投入。使得各种探测方法不断引入,纵观各类物理测试手段在城市地下信息探查应用中,都存在一定的局限性(这些局限性主要是受城市探测条件的影响),至使探测结果总不能够满足设计要求,多数项目只能边施工边变更设计,使建设项目造价不断提高,由此市场需求一种更适合于城市地下前期勘查方法。
瑞雷波法勘探能够满足工程地质勘查的要求,瑞雷波法工程勘探已有30多年的发展历史,在工程地质勘查和工程质量检测等应用中取得了一定的成果。为适应更高要求的城市工程地质勘探的需要,我公司对原有的设备方法进行了升级改造,满足目前工程地质勘探的要求。波速检测仪SM98-24B瑞雷波仪是一套24通道高分辨率、数字化的瑞雷波勘探仪器,具有分时采样、迭加、滤波、信号增强、抑制噪声及现场实时显示实测波形等功能。它是根据VR——f曲线(即频散曲线)或VR——λR曲线。VR——f曲线或变化规律与地下地质条件的内在联系,通过对频散曲线的反演解释,得到地下不同深度范围内的瑞雷波传播速度VR和某一深度范围内的地质构造情况,从而对场地或岩土的物理性质做出评价。方法技术SM98型瑞雷波系统利用在一个波长深度范围内传播的瑞雷波来进行测试。随深度变化的地层中,弹性波以不同波速传播,而波速又取决于频率或波长,因此不同频率(或波长)的瑞雷波就在不同深度传播。SM98瑞雷波勘探系统分为稳态瑞雷波法和瞬态瑞雷波法。稳态法由稳态信号激振器激发出不同频率表面波,形成频散曲线(速度频率或波长),可以得出剪切波速度和各种弹性模量。在土壤中测深100米,在岩层能达到200米。稳态瑞雷波法勘探的优点在于具有较大的抗干扰力,高效的信号采集。瞬态法由人工瞬时激发出瑞雷波信号,通过频谱分析,计算出各频率的波速,并形成频散曲线,达到勘测的目的。在土壤中测深50米,在岩层能达到100米。瞬态法的优点在于轻便、高效率。瑞雷波系统(SM98)在无需提供钻孔条件下,就能够得到100m深度内的面波频散剖面。该仪器提供即时数据处理功能,在测试过程中既可查看波速深度剖面,操作员在移到下个工作站前可对数据进行质量评估。SM98瑞雷波勘探系统具有以下特点:抗干扰性,在城市内进行物探最重要的是要具有较强的抗干扰能力,稳态法瑞雷波勘探,由于激振系统激发出的瑞雷波信号具有可操控性,由此这种方法具有较强的抗干抗性。信号采集高效性,通过提高接收仪通道数量,加长测线长度,加密测线测点数量,使用多种规格检波器,信号数据文件多样点保存,使信号采集时间和周期缩短,达到信号高效采集的目的。探测有效深度,提高激发瑞雷波信号强度,降低激发瑞雷波信号频率,使瑞雷波信号影响深度加大,以此达到工程地质勘查要求深度不断加深的目的。探测精度,通过加密激发瑞雷波信号频率,和加密检波器间距,达到提高探测精度的要求。

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