浅层三层地基的SASW法模拟勘测研究

掌握瑞利波在分层地基中的传播和能量分布特征是进行瑞利波勘测的关键。建立了3类工程常见土质及其分布的浅层3层地基模型:规则地基、含硬夹层地基和含软夹层地基,基于传递矩阵法研究了瑞利波在三类地基中的传播和能量分布特征,将计算得到的地表处瑞利波时间域内的振动信息作为表面波谱分析(SASW)法的测试数据进行模拟测试。结果表明,实测频散曲线与理论频散曲线中能量占优的模式相对应,SASW法适用于大部分土层分布情况的几十米深度范围的浅层工程地质勘测。研究成果可用来指导现场测试和土层反演。     

瑞利波分析方法及应用进展

介绍了瑞利波平面及轴对称分析方法，这两种方法对数值模拟场地信号、实测频散曲线及研究各阶振型瑞利波频散曲线十分重要。用二维傅里叶变换或多次滤波，在一定程度上可将信号中瑞利波不同振型分离，得到不同振型频散曲线，而用相位差或互相关分析方法得到的频散曲线可认为是各阶振型瑞利波频散曲线加权平均．瑞利波频散曲线与半无限体分层介质力学参数有关，通过对频散曲线正、反分析可得到各层介质力学参教．此外，还介绍了瑞利波在地下目的物探测中的应用。     

瑞利波频散曲线影响因素的正演模拟研究

通过对瑞利波频散曲线的研究可以了解瑞利波在分层介质中的传播规律,指导并判断现场瑞利波频散曲线的测取,以及为反演瑞利波剪切波速曲线提供充足的资料。不同场地条件的瑞利波频散曲线会有很大的区别,本文基于传递矩阵理论的Knopoff快速算法,编制了求取分层介质瑞利波频散曲线的计算程序,分别模拟研究了压缩波、剪切波、泊松比和密度对频散曲线的影响。结果表明:当泊松比恒定时,压缩波速与剪切波速的比值影响着频散曲线,其实质是剪切波速的影响很大,而压缩波速的影响相当小;泊松比和密度对频散曲线的影响比较小,但有些情况下并不能忽视泊松比的影响。     

SASW测试相位差不确定性分析

在SASW测试中，受高阶振型波及道距等的影响，从折叠相位差曲线中无法通过折叠展开方法确定各离散频率点的绝对相位差．绝对相位差与折叠相位差相差2面弧度)的整数倍，整数取值不同，由一条折叠相位差曲线计算的相速度．频率曲线也不同，它们并不完全与表面波各阶振型频散曲线对应．若不同振型表面波影响在频率域是分离的，可以得到相应频率范围该振型波的频散曲线。在这些曲线中，总有一条相速度．频率曲线与常规折叠展开方法得到的相速度．频率曲线对应．将不同道距下得到的这些相速度-频率曲线堆叠在一起，并用灰度来表示各频散点出现的概率，由此可以研究基阶振型以及高阶振型波的频散．     

实测面波频散曲线计算方法研究与应用实例

从实测面波频散曲线计算基本原理出发 ,本文提出一种面波频散曲线计算新方法—F V法 ,并通过理论数值模拟和实测资料计算对其正确性和实用性进行验证 ,结果表明该方法具有计算简便、精度高和应用范围广等显著优点。     

基于模态分离两道法处理多道面波数据的试验研究

目前,关于瑞雷面波勘探的表面波谱分析法(SASW)和瞬态多道面波分析法(MASW)的理论研究和工程应用较多。但是两种方法各有优缺点,因此,本文综合两种方法,采用基于模态分离两道法(相位差法)对多道面波数据进行处理,提高了多道面波勘探的横向分辨率,同时又得到了多道地震排列中心点处更精确的频散曲线,可为反演提供更高精度的频散曲线。试验证明:通过对一炮12道面波数据处理,可同时得到地震排列较浅层二维速度剖面和该地震排列中点处高精度一维横波速度结构,在一定深度范围内反演结果可代替钻孔。该方法可作为能同时提高多道面波勘探的横向分辨率和垂向精度的一次试验性研究,本次试验研究可为解决实际地质问题提供试验技术的支持,在实际工程测试中,可大大提高多道面波信号的利用率。     

基于有限元-解析法的层状地基中Rayleigh波高阶频散特性研究

层状地基中Rayleigh波(以下简称R波)携带有大量关于土层的重要信息,对工程建设有着重要的作用。基于有限元-解析法建立层状地基中R波在频率-波数域(f-k域)内的振动方程。根据工程中有限元的误差分析,确定了每个波长内薄层划分数目的下限值N。采用BISECTION算法快速、准确地搜索层状地基中R波特征方程的根,进而得到了各种常见地基中R波高阶模态的频散曲线,计算结果得到了解析法的支持。最后,将该方法所得到的频散曲线与数值仿真模拟和现场实测的频散曲线作了对比,结果表明:在f-k域内,有限元-解析法能有效地计算R波在层状地基中的频散曲线。     

Love波相速度频散曲线敏感性比较

编写了基岩弹性半空间上水平成层覆盖土层Love波相速度频散曲线的程序,通过一个简单模型,比较了各土层参数对Love波频散曲线的敏感性,表明剪切波速度和土层厚度对Love波的频散特性影响较大,为反演参数选择提供了依据。     

瑞雷波多模式叠加耦合机理研究

本文针对三种常见的典型地质结构深入研究了瑞雷波多模式相互作用的叠加耦合机理.研究结果表明:对于递增模型,基阶波能量仍占主导地位,叠加频散曲线实际上就是基阶波频散曲线,此时不会出现"之"字形回折现象,反演分析时可仅利用基阶波信息;而对于低速软弱夹层或高速硬夹层等复杂地质结构,基阶波能量则在某些频段处于次要地位,叠加频散曲...     

基于微动探测地下空间异常响应特征研究

由于地铁或地下车库等地下空间的开挖利用,使得地层内部出现明显的低速层。为分析开挖利用层不同规模和不同埋深引起的地表异常响应特征,建立了相应模型,正演了不同情况下阵列微动探测频散曲线的响应特征。研究结果表明,与速度递增的背景模型相比,低速层的存在会明显地改变频散曲线形态。在10m以浅,覆盖层厚度越小或开挖层厚度越大,频散曲线异常特征越明显;覆盖层和开挖层的速度差越大,频散曲线异常特征越明显;且异常形态同时受开挖层与其下伏地层间的速度差异的影响。在北京地铁大兴线新宫站附近,利用十字阵列近似垂直地铁线采集了9点微动数据。基于扩展空间自相关(ESPAC)法处理后,得到各测点频散曲线,再由经验公式转换后内插得到2D视S波速度剖面,该剖面在地铁通过位置深4~7m处存在明显的低速异常带,较好地指示了地铁空间开挖引起的视S波速度变化特征。此外,还利用阵列中心点台站数据提取了横向分量与纵向分量谱比(H/V)曲线,发现受地铁空间开挖影响,附近测点H/V曲线形态发生了明显变化,距地铁越近变化越大。     

瞬态瑞利波法在强夯地基检测中的应用分析

在强夯地基检测工作中,要求对强夯处理后地基的均匀性、有效加固深度、强夯置换墩着底情况等进行检测。本文通过分析瑞利波波速和频散曲线特征,进行强夯地基瑞利波法检测试验工作:采用强夯后的瑞利波分层波速分析强夯后地基的均匀性,通过夯前、夯后瑞利波频散曲线特征分析强夯地基的有效加固深度,通过瑞利波频散曲线特征分析强夯置换墩着底情况并与钻探结果进行对比,试验表明采用瑞利波法对强夯地基进行检测能取得较好效果。     

饱和地基中瑞利波的弥散特性

基于第一作者提出的饱和土弹性波动方程，本文提出了饱和地基中端利波的频率特征方程，并由此分析了瑞利波传播速度和衰减系数随振动频率、土渗透系数等因素而变化的规律性。研究表明，在低频和低渗透条件下，饱和地基中瑞利波的速度符合经典波动理论公式，其值受第二P波的影响甚微。     

饱和地基中瑞利波的弥散特性

基于第一作者提出的饱和土弹性波动方程，本文提出了饱和地基中端利波的频率特征方程，并由此分析了瑞利波传播速度和衰减系数随振动频率、土渗透系数等因素而变化的规律性。研究表明，在低频和低渗透条件下，饱和地基中瑞利波的速度符合经典波动理论公式，其值受第二P波的影响甚微。     

参数自适应差分演化算法在面波频散曲线反演中的应用

针对传统差分演化算法在反演瑞雷波频散曲线中存在交叉概率和缩放因子选取不当导致反演结果不准确等问题,在传统差分演化算法的基础上,把控制参数直接编码到个体中,即采用参数自适应差分演化算法对高频瑞雷波频散曲线进行反演来获得近地表的横波速度结构。合成和实际数据的反演实验结果表明:参数自适应差分演化算法继承了传统差分演化算法简单、高效的特点同时,还可在频散曲线的反演中自动地选取合适的参数值并正确地进行反演迭代,无需再通过试验获得交叉概率和缩放因子两个控制参数;频散曲线反演中目标函数的收敛性好,改进算法在迭代的过程中能够快速收敛到全局最优;模型参数的概率分布高,即在大的空间搜索范围内,参数自适应差分演化算法仍然能够准确地搜索到真值范围并找到全局极小值,保证了反演的结果可靠度,使其能有效地应用于瑞雷波频散曲线的反演和解释。     

桩斜检测中的瑞雷波法

瑞雷波在层状介质中具有频散特性,利用这一特性,用瑞雷波解决工程中的桩斜检测问题,是一次新的尝试和探索.本文简要介绍了瑞雷波检测桩斜的方法,并通过实例验证了该方法的可行性.     

瑞利波法在探测路基病害中的应用

通过对公路病害区工程地质特征的分析,采用瑞利波法和地质雷达两种方法对公路病害段进行地球物理探测,结果表明：在路基病害探测中,应用瑞利波法更为有效,应推广该方法的使用。     

瑞雷波法在岩土工程检测中的应用

概述了瑞雷波勘探方法在工程地质中的作用，介绍了瑞雷波的特点，分析了瞬态瑞雷波法的测试原理，阐述了瑞雷波测试在岩土工程中的具体应用，指出了瑞雷波今后的研究方向。