多道瞬態(tài)面波法在評(píng)價(jià)軟土地基處理效果中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-07-13 01:23 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 低，衰減慢，因而信號(hào)易于提取。面波的能量差不多只集中于一個(gè)波長(zhǎng)λR左右的范圍內(nèi)，也就是說在一定的深度范圍內(nèi)，可以選擇一定的波長(zhǎng)λR，其速度提供的信息只在一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，這對(duì)工程測(cè)試尤其當(dāng)深度不大時(shí)（一般在數(shù)十米范圍內(nèi)），顯然是極為有利的。面波的另一重要特征就是當(dāng)瑞雷面波在均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，無頻散特性。但是當(dāng)瑞雷面波在非均勻?qū)訝罱橘|(zhì)中傳播時(shí)，不同頻率的面波其傳輸速度是不同的，這種頻散特性為將其應(yīng)用到工程實(shí)踐中提供了重要前提條件。另外，由半波長(zhǎng)理論知，地面測(cè)得的速度VR反映了二分之一波長(zhǎng)深度內(nèi)介質(zhì)的平均彈性性質(zhì)，因λR=VR/f只與介質(zhì)特性有關(guān)，其變化范圍是一定的，所以波長(zhǎng)人主要取決于頻率f，不同頻率的面波有不同的波長(zhǎng)，f的變化反映了不同深度內(nèi)介質(zhì)平均性質(zhì)的變化，低頻反映了深層的信息，高頻則反映了淺層的信息。計(jì)算過程如下：設(shè)錘擊產(chǎn)生的瑞利波經(jīng)過地面上間距為△的兩點(diǎn)A, B，記錄時(shí)域信號(hào)分別為A(t) , B(t)，根據(jù)傅氏變換原理，其頻譜分別為：而A(t) , B(t)的互功率譜為： （21）在式(21)中，GAB(f)的相位表示A(t) , B(t)間的相位差；表示共扼運(yùn)算。對(duì)給定的頻率f，都可由式(21)得出相位差中，進(jìn)而求出頻率為f的面波到達(dá)A, B兩點(diǎn)的時(shí)間差，即有： （22）式(22)中，T為頻率為f的面波所對(duì)應(yīng)的周期，將t代VR=△/t，得： （23）同時(shí)由半波長(zhǎng)理論可知，勘探深度近似為： （24）因此從理論上來講，對(duì)于任何給定的頻率f，都可以通過式(23), (24)求解出一組對(duì)應(yīng)的(VR，H)，用VR和H建立平面坐標(biāo)，即可得到VRH頻散曲線。由于這種頻散曲線與地下地質(zhì)條件密切相關(guān)，通過對(duì)頻散曲線進(jìn)行反演分析，就可得到地下某一深度范圍內(nèi)的地質(zhì)情況及地下速度結(jié)構(gòu)。多道瞬態(tài)面波法是在地面上沿著面波傳播的方向布置間距相等的傳感器，道間距及偏移距的選擇，以滿足最佳面波接收窗口和最佳探測(cè)深度為原則。將多個(gè)檢波器信號(hào)通過逐道頻譜分析和相關(guān)計(jì)算，并進(jìn)行迭加，得出一條頻散曲線，從而可消除大量的隨機(jī)干擾，各頻率成分能量大為增強(qiáng)，使被測(cè)試體在頻散曲線上的反映更加突出，判斷準(zhǔn)確性大大增強(qiáng)。實(shí)際檢測(cè)中，面波數(shù)據(jù)處理通常分兩個(gè)步驟：（1）由面波的時(shí)距數(shù)據(jù)求取頻散數(shù)據(jù)，其中包括區(qū)分出基階模態(tài)和不分模態(tài)的兩種做法。為了排除其他干擾波的影響，在作頻率波數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，對(duì)時(shí)間距離域數(shù)據(jù)加時(shí)距窗口，也就是把窗口外的波形數(shù)據(jù)置以零值。以基階模態(tài)頻散數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的面波檢測(cè)方法，頻散數(shù)據(jù)特征和地層結(jié)構(gòu)的聯(lián)系比較直觀，分層反演也比較容易實(shí)現(xiàn)。對(duì)于波速總體隨深度增加的常見
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