【正文】 雷達(dá))是淺層地球物理勘探的一種重要工具，是一種高分辨探測(cè)技術(shù)。1926年，Hulsenbeck注意到電磁波會(huì)在不同介電常數(shù)的媒質(zhì)界面產(chǎn)生反射這一事實(shí)，首先提出了用脈沖技術(shù)確定地下目標(biāo)的位置，其后50年，用脈沖技術(shù)探測(cè)地下目標(biāo)得到了迅速發(fā)展?！　?1．美 國(guó) 第75頁(yè)　　美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)(University?！　?結(jié)果顯示，地質(zhì)雷達(dá)不但能識(shí)別路基界面，而且能識(shí)別道碴損壞和臟污的程度，清晰地區(qū)分出混碴、復(fù)合道碴和清碴?！　?(3)劍橋大學(xué)的一個(gè)二人小組在Aperio公司的支持下應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)斯文頓至格洛斯特之間的雙線鐵路進(jìn)行了檢測(cè)，主要是對(duì)曾經(jīng)出現(xiàn)問(wèn)題的區(qū)段進(jìn)行檢測(cè)，以確定道碴的厚度及滑坡的位置和范圍，此外還用地質(zhì)雷達(dá)來(lái)確定道碴臟污的區(qū)段和路基中含水量增加的區(qū)段?！　?本章內(nèi)容主要包括動(dòng)力觸探試驗(yàn)的設(shè)備、試驗(yàn)方法、資料整理與分析，并給出幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例。輕型動(dòng)力觸探的適用范圍，主要是一般黏性土、黏性素填土和粉細(xì)砂，連續(xù)貫人深度一般為4m左右。　　 瑞雷面波檢測(cè)路基主要利用其兩種特性：一是瑞雷波在分層介質(zhì)中傳播時(shí)的頻散特性；二是瑞雷渡傳播速度與介質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)的密切相關(guān)性。事實(shí)上，面波傳播的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)特征同樣也包含著地下介質(zhì)的豐富信息。瑞雷面波沿界面?zhèn)髅钑r(shí)，在垂直于界面的入射面內(nèi)務(wù)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近的運(yùn)動(dòng)既有平行于波傳播方向的分量，也有垂直于界面的分量，因而質(zhì)點(diǎn)合成運(yùn)動(dòng)的軌跡呈逆進(jìn)橢圓。隨著儀器設(shè)備和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，將人工激發(fā)并記錄的瑞雷面波，用于解決淺層工程和環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的面波勘探方法逐步興起，成為值得推廣的物探新技術(shù)，主要應(yīng)用于下述幾方面：　　 1．基礎(chǔ)加固處理效果評(píng)價(jià)：　　 軟地基的加固處理，就是通過(guò)不同的方法，如強(qiáng)夯、擠密置換、打樁處理、化學(xué)處理等，使軟地基變“硬”?！　?7．基巖埋深與垂直風(fēng)化分帶調(diào)查。能干的人，不在情緒上計(jì)較，只在做事上認(rèn)真；無(wú)能的人！不在做事上認(rèn)真，只在情緒上計(jì)較。地層中存在低速帶反映了地下賦存有軟弱夾層，瑞雷面波可方便地劃分軟弱層的埋深及范圍。在傳統(tǒng)的、利用人工激發(fā)戶波、s波的淺層反射波法勘探中，瑞雷面波是需要想方設(shè)法從記錄上消除的強(qiáng)干擾波。在巖土工程中，分界面常指巖土與介質(zhì)各層之間的界面，地表面是一較特殊的分界面，其上的介質(zhì)為空氣(密度很小的流體)，有時(shí)又把它稱(chēng)為自由表面，把自由表面上形成的面波稱(chēng)為表面波。傳統(tǒng)的地震勘探方法以激發(fā)、測(cè)量縱波和橫波為主，一直利用體波實(shí)現(xiàn)油田、礦藏資料的調(diào)查，引入巖土工程應(yīng)用中，由于巖土工程體涉及深度一般由地表始至100m，多數(shù)是地表下幾米至幾十米，體波勘探在淺地表附近和對(duì)薄層的分辨兩方面表現(xiàn)出明顯不足?！　?5．劃分土類(lèi)9 瑞雷面波探測(cè)　　 近年來(lái)，瑞雷(Rayleigh)波勘探技術(shù)在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用得到了很大發(fā)展，應(yīng)用的范圍電逐漸擴(kuò)大，如在工程地質(zhì)勘察，地基加固處理效果評(píng)價(jià)，巖土的物理力學(xué)參數(shù)原位測(cè)試，地下空洞及掩埋物探測(cè)，鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)跑道質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)等方面，都取得了較好的應(yīng)用效果?！　?8．1．2 在路基檢測(cè)中的用途　　 動(dòng)力觸探試驗(yàn)具有反映指標(biāo)合理，數(shù)據(jù)直觀可靠、易于操作掌握、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)。　　 動(dòng)力觸探具有設(shè)備簡(jiǎn)單、測(cè)試方便，精度較好、工效較高、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)。為準(zhǔn)確探測(cè)出道床的狀況，采用了3種新的檢測(cè)技術(shù)，分別是地質(zhì)雷達(dá)、道床取樣和彎沉試驗(yàn)(The FallingWeightDeflectometer，F(xiàn)WD)。首先，用廢棄道碴(4m)、混合道碴(2．9m)和新道碴(3．8m)分段堆成厚335mm、總長(zhǎng)10．7m的道床，下有砂墊層，上鋪標(biāo)準(zhǔn)軌道，然后，人力拖動(dòng)裝備雷達(dá)的簡(jiǎn)易拖車(chē)進(jìn)行檢測(cè)。作為世界上最早研制生產(chǎn)和目前少數(shù)幾個(gè)生產(chǎn)商用地質(zhì)雷達(dá)的廠家之一，SIR系列產(chǎn)品一直是地質(zhì)雷達(dá)的主導(dǎo)產(chǎn)品，特別在鐵路、公路，橋梁交通線檢測(cè)中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其最新型SIR—20型地質(zhì)雷達(dá)代表新一代地質(zhì)雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)，掃描速率高達(dá)每秒800次。以單道雷達(dá)波形為基礎(chǔ)，說(shuō)明路基結(jié)構(gòu)界面的提取方法，研究道碴陷槽、翻漿冒泥病害的雷達(dá)圖像特征和識(shí)別方法，并給出地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)鐵路路基病害的實(shí)例和應(yīng)用方法。《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》規(guī)定了貝克曼梁測(cè)試的技術(shù)條件和操作規(guī)程?！　?落錘式彎沉儀能夠模擬行車(chē)荷載作用，檢測(cè)路面的動(dòng)態(tài)彎沉盆。基于承載板實(shí)驗(yàn)原理所測(cè)得的動(dòng)態(tài)彎沉及彎沉盆數(shù)據(jù)推算回彈模量是目前正待研究的課題，一些設(shè)計(jì)單位已經(jīng)將FWD的動(dòng)態(tài)彎沉數(shù)據(jù)應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中。針對(duì)落錘式彎沉儀而言，彎沉是指與落錘重量對(duì)應(yīng)的當(dāng)量荷載使路表面產(chǎn)生的瞬時(shí)變形值?！　?中國(guó)從20世紀(jì)80年代中后期起引進(jìn)FWD，結(jié)合其開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，進(jìn)行了大量的理論和試驗(yàn)研究工作，并已取得了一些重要成果。夯錘在導(dǎo)管內(nèi)的總行程為450mm，夯錘的形式和尺寸與重型擊實(shí)試驗(yàn)法所用的相同?！　?室內(nèi)CBR試驗(yàn)適用于在規(guī)定的試桶內(nèi)制件后，對(duì)各種土和路面基層、底基層材料所進(jìn)行的試驗(yàn)，試樣的最大粒徑宜控制在25Him以內(nèi)，最大不得超過(guò)3xmm。CBR試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是能測(cè)出填料浸水后的強(qiáng)度，這一指標(biāo)對(duì)鐵路浸水路基非常重要?！　?為了解決上述問(wèn)題，20世紀(jì)90年代德國(guó)開(kāi)始采用新型路基壓實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)——?jiǎng)討B(tài)變形模量Evd標(biāo)準(zhǔn)?！　?4．2 發(fā)展現(xiàn)狀　　 鐵路路基壓實(shí)質(zhì)量是保持線路穩(wěn)定與平順、保證列車(chē)能高速、安全運(yùn)行的重要條件，而控制和檢測(cè)壓實(shí)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)、方法和設(shè)備，則是保證壓實(shí)質(zhì)量的重要措施。動(dòng)態(tài)平板載荷試驗(yàn)法　　 Evd動(dòng)態(tài)平板載荷試驗(yàn)法是采用正?！　?本章說(shuō)明了動(dòng)態(tài)變形模量Eva的概念，國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，特點(diǎn)與應(yīng)用前景，儀器設(shè)備，檢測(cè)方法,并給出了應(yīng)用實(shí)例?！　?3．3 儀器設(shè)備　　 1．變形模量Ev2測(cè)試儀器應(yīng)包括承載板、反力裝置、加載裝置、荷載量測(cè)裝置及沉降量測(cè)裝置。試驗(yàn)血置于其影響以下進(jìn)行，下挖深度應(yīng)不大于承載板直徑?！　?中國(guó)在新發(fā)布的《客運(yùn)專(zhuān)線無(wú)碴軌道鐵路設(shè)計(jì)指南》中采用了正?！　?2．變形模量Ev　　 土體的變形模量正，值是通過(guò)一次加載或重復(fù)加載測(cè)得的應(yīng)力一位移曲線上o．3aomax。由于土是彈塑性體，在乎板載荷試驗(yàn)中，一次加載后的卸載QS曲線上，Q為零時(shí)“并不為零，即土體由于塑性的存在發(fā)生了不可恢復(fù)的殘余變形?！　?影響K30測(cè)試結(jié)果的因素很多，但含水量變化是造成K30測(cè)試結(jié)果偶然誤差的主要因素，也就是說(shuō)K30測(cè)試結(jié)果具有時(shí)效性。為了規(guī)范試驗(yàn)過(guò)程，提出了平板載荷試驗(yàn)的適用條件和要求。平板載荷試驗(yàn)以來(lái)，在鐵路建設(shè)中已經(jīng)逐步推廣應(yīng)用。日本為了試驗(yàn)的省力和操作亡的方便，使用300mm直徑荷載板，并取K30作為標(biāo)準(zhǔn)值，使用其他直徑載荷板測(cè)定的地基系數(shù)，可按相關(guān)公式換算為標(biāo)準(zhǔn)K30值?！　?本章內(nèi)容主要包括K30的概念與發(fā)展、試驗(yàn)的適用條件和要求、試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)方法，試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算和試驗(yàn)儀器校驗(yàn)方法。路基的工后沉降量應(yīng)滿足I級(jí)鐵路不應(yīng)大于200n1，路橋過(guò)渡段不應(yīng)大于10cm，沉降速率均不應(yīng)大于5cm/年；Ⅱ級(jí)鐵路不應(yīng)大于30cm。Ⅱ級(jí)鐵路可選用A、B、C組填料。　　 1．基 床　　 路基基床總厚度為2．5 m，基床表層厚度為o．6m，基床底層厚度為1．9m。各國(guó)現(xiàn)行路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)有10種以上，均是以各個(gè)國(guó)家或部門(mén)根據(jù)自己多年經(jīng)驗(yàn)累積而得的?！　?世界各國(guó)對(duì)土體壓實(shí)質(zhì)量執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同，因此檢測(cè)方法也各異。該規(guī)范對(duì)基床和路堤填料及其壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)提出了具體要求，對(duì)路基的工后沉降也提出了要求?！　?(2)基床底層　　 I級(jí)鐵路應(yīng)選用A、B組填料，否則應(yīng)采取土質(zhì)改良或加固措施?！　?3．地 基　　 軟土及其他類(lèi)型松軟地基上的路基應(yīng)進(jìn)行工后沉降分析。已成為現(xiàn)行新建鐵路控制基床和路堤填料壓實(shí)質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。因此，Ka30是地基系數(shù)的一種?！　?中國(guó)鐵路系統(tǒng)自1985年大秦線施工引入Ks。包括填料的性質(zhì)、級(jí)配，壓實(shí)系數(shù)、含水率、碾壓工藝、最大干密度、最佳含水量、試驗(yàn)操作方法及測(cè)試面子整度等?！　?2．2．3 含水量變化的影響　　 對(duì)于水分揮發(fā)快的均粒砂，表面結(jié)硬殼、軟化，或因其他原因表層擾動(dòng)的土，平板載荷試驗(yàn)應(yīng)置于擾動(dòng)帶以下進(jìn)行?！　?二次變形模量Ev2的檢測(cè)，是在施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)圓形承載板和加載裝置對(duì)土路基進(jìn)行靜態(tài)平板載荷試驗(yàn)，一次加載和卸載后，再進(jìn)行二次加載，用測(cè)得的二次加載應(yīng)力一位移(as)曲線來(lái)計(jì)算Er2值的試驗(yàn)方法?！　?在試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)一圓形承載板和加載裝置對(duì)地面進(jìn)行反復(fù)依次地加載和卸載，將測(cè)得的承載板下的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力do同與之相應(yīng)的逐個(gè)位移s以應(yīng)力一位移曲線的形式顯示在圖表上。Ev2是德國(guó)、法國(guó)及歐洲其他國(guó)家一直沿用的、成熟的路基壓實(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)技術(shù)，德國(guó)鐵路路基規(guī)范DS836(Ril．836)中規(guī)定了Ev2的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值，且二次變形模量Ev2的試驗(yàn)規(guī)程執(zhí)行德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《平板載荷試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》(DIN