地基低速层的瞬态瑞利波法数值模拟

针对面波勘探法探测低速层所提取的频散曲线特征进行研究。采用FLAC3D建立模型,模拟瞬态面波法提取面波信号,并用f-k法对频散曲线提取及速度剖面绘制,分析频散曲线呈"之"字形原因,验证了瞬态面波法探测低速层效果较好。     

用瞬态瑞雷波反演横波速度映射二维压实度剖面

本文应用τ -p变换提取面波 ,获取高信噪比的频散曲线 ;采用等厚薄层权重自适应迭代阻尼最小二乘法自动反演横波速度 ,提高横波速度的计算精度 ,进而映射二维压实度剖面。用上述方法对商开高速公路振冲压碾效果进行了无损检测 ,其结果与取样分析及开挖验证一致。     

用瞬态瑞雷波反演横波速度映射二维标准贯入击数剖面

在工程地质勘察中，标准南入击数是衡量土层软硬程度和承载力的重要质量指标，应用τ-ρ变换提取面波，获取高信噪比的频散曲线，采用等厚薄层权重自适应迭代阻尼最小二乘法自动反演横波速度，提高横波速度的计算精度，进而映射二维标准贯入击数剖面，用上述方法对某高速公路振冲压碾效果进行了无损检测试验，其结果与取样分析一致。     

瞬态瑞雷波法在空洞勘探中的应用研究

运用ANSYS-LSDYNA动力学软件对多种含空洞复杂地层在瞬态冲击荷载作用下的情况进行模拟分析,得到其在瞬态冲击荷载作用下满足工程提取要求的多道加速度时间历程曲线面波数据,运用最大模的分析方法对频散曲线进行分析研究。     

公路工程瞬态激振无损检测技术

讨论了路面瞬态振动信号分析处理技术。对振动信号反演分析可获得下部路基结构的剪切波速。简述了瞬态面波数据处理的方法技术,针对目前数据采集时必须限制道间距在一个波长范围内存在的问题,提出了瞬态面波采集时道间距不受限制的数据处理技术。建立了4种路基密度与瑞雷波速度的相关模型,研制了最佳模型自动选取软件,讨论了压实度建立的标准,从而实现了路基压实度的检测。对振动信号进行频谱分析,可获得路面脱空状况的信息。对于路面存在脱空,其主频值通常小于50Hz。对路基加固处理后,其剪切波速将会提高。据此可通过对加固前后振动信号的测试,反演路基剪切波速值,实现对路基加固效果的评价。应用结果表明,该技术在上述几个方面可取得显著效果。     

低速软弱夹层二维横波速度结构的OCCAM反演

高速公路路基中的低速软弱夹层若处理不当，将会给高速公路的后期正常运行留下安全隐患，甚至将会导致路基结构严重的下陷和变形。本文成功地将OCCAM算法引入到瑞雷波频散曲线反演中，并获得了某路基低速软弱夹层地质结构的二维横波速度剖面。在反演过程中，权重矩阵的应用，提高了解的纵向分辨率；拉格朗日乘子光滑参数的应用改善了迭代效果并提高了解的稳定性，使其可以在解的精度和模型分辨率中取最佳折中解。实例分析结果表明，OCCAM算法用于反演低速软弱夹层瞬态瑞雷波频散曲线不但具有稳定性好、精度高及分辨能力强的优点，而且能自动分层和反演地层参数。     

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。     

瞬态瑞雷面波法岩溶路基注浆质量检测现场试验研究

为深入研究瞬态瑞雷面波法在岩溶路基注浆质量检测中的应用,现场选取 12 段试验测区,采集 1470 个测试样本点,其中在 4 个重点测区中进行注浆前后的对比测试及部分注浆后长时间追踪测试,在其余 8 个测区中进行验证性测试。结合现场压水试验及钻孔取芯等多种验证手段,基于有效试验样本数据分别建立岩洞、岩体、土体 3 种不同地下介质的瞬态瑞雷面波法注浆质量检测标准,并确定合理的检测时间为注浆完 7 d 后。经部分验证性试验测区内回判试验表明,试验结论准确可靠。     

Lamb波频散曲线的数值计算及试验验证

Lamb波的频散曲线是进行超声Lamb波无损检测的重要依据。本文对Rayleigh-Lamb方程进行了分析,给出了无限大板中Lamb波频散曲线的数值计算方法,通过Matlab软件对求解过程进行编程,绘制出Lamb波在铝板中传播的相速度和群速度曲线,并通过试验进行了验证,对推广应用Lamb波进行无损检测具有实际意义。     

瞬态瑞雷波在高速公路病害检测中应用研究

瑞雷波检测技术是对工程质量检验的一种无损检测方法,其优点是成本低、速度快、效率高、施工简单。在泌桐高速公路建设过程中,使用瞬态瑞雷波对地基和路基的压实度和块状塌落进行检测,相对于有损检测,瑞雷波有着对路面扰动小、检测过程科技含量高,结果准确的特点,可以很好地解决了施工过程的质量控制问题。     

二维瞬态瑞雷波勘探及其在采空区探测中的应用

多次覆盖反射波勘探是地震勘探中精度高、应用广的方法之一,由于浅层勘探的反射波信号容易被面波、声波干扰,使得该方法在进行浅部探测时不能取得较好的效果。而瞬态瑞雷波勘探在浅层勘探中具有较高的探测精度,其结果是探测排列下岩土体速度的综合反映。鉴于此,本文采用多次覆盖采集的滚动采集模式,将一维的瞬态瑞雷波勘探变为二维,从而得到测线下岩土体剪切波速度的二维分布。通过与浅层地震反射波勘探进行对比分析,结果表明,在浅层采空区勘探中,二维多道瞬态瑞雷波勘探具有较高的分辨率。因此,在浅层地震反射波勘探过程中,如果面波发育,可进行浅层地震反射波与瞬态瑞雷波联合勘探,以提高勘探结果的准确性。     

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。     

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。     

二氧化碳地质封存工程防灾监测中瑞雷波敏感性初步分析

瑞雷波勘察技术常用于地震场地土评价,且长波微动观测可以获得深部地层的信息,但其在CO2地质封存工程防灾监测中应用的可行性探讨还未见深入研究报道。基于一典型CO2封存场地地层模型,通过数值模拟的方式,分析了瑞雷波波速对储层弹性参数改变的敏感性。模拟分析表明,CO2储层弹性参数变化对瑞雷波波速的影响随频厚积变化而变化;研究发现CO2储层横波波速改变相对于层厚、纵波或密度的改变对面波波速影响较大;研究还发现当CO2储层薄且埋深大时,面波频散特性对储层弹性参数改变不敏感。研究初步认为,当前常规的瑞雷波勘察技术用于深部CO2封存工程防灾监测具有一定的技术难度。     

浅部地下洞穴散射波对波场扰动分析

均匀介质体表面源激发的瑞利波能量在介质浅部占主导地位,当前行瑞利波遇体浅部洞穴时,质点位移形状及轨迹会发生改变,瑞利波在洞穴发生散射。散射波导致波场能量出现扰动,波场不同区域扰动特征不同。在洞穴前方,反射瑞利波与入射瑞利波相干,能量谱出现干涉条纹;在洞穴上方,透射波发生频散,相速度不同于瑞利波,在某些条件下,透射波传播特性类似于自由板中兰姆波,透射波在洞穴后边界面绕射会导致表面波场能量减小;在后方区域,受几何衰减影响,表面波场逐渐由透射瑞利波主导,其低频成份相对高频成份能量减少较多。本文基于散射波理论,分析洞穴埋深/波长比对波场扰动影响,由数值模拟计算验证理论分析,结果表明由测点距—波长域能量谱扰动对应的临界波长可预测洞穴埋深。     

基于瑞利波法对混凝土表面裂缝检测的数值研究

基于瑞利波及衍射纵波的传播时间差法,利用有限元法分析了瑞利波在含不同长度及角度裂纹的混凝土介质中的传播规律,提出了混凝土介质中表面裂缝长度和角度的计算公式,并验证了数值模拟结果的准确性。研究结果表明:在传播过程中,瑞利波一部分沿着介质表面(含裂纹表面)传播,另一部分在裂缝尖端发生模式转换,形成衍射横波和衍射纵波,弹性波传播到介质边界时被粘弹性人工边界全部吸收,消除了反射波的影响;表面裂缝长度和角度的计算结果误差基本在5%以下,只有个别数据误差较大,在一定范围内,随着裂缝长度和角度值的增大,计算结果的准确度越高。     

利用瑞利面波特性计算动力响应的进一步探讨

本文根据地基中瑞利面波的能流分布规律，提出了利用面波的第一模态波模拟水平向传播波，而竖向传播波则采用半无限单元模拟。通过算例验证了本文方法的可靠性和精确性，并与传统的传递边界法进行了比较，最后讨论了衰减系数中对计算结果的灵敏性。     

瞬态面波勘探技术在工程地质中的应用

本文通过对几个工程场地实测资料的对比分析表明，瞬态瑞利面波勘探技术能较好地反映地下介质的情况。同时，还讨论了该项技术在工程地质中的应用特点及其存在问题，并提出了解决问题的可能途径。     

岩爆与爆破的关系

许多大型地下工程的岩爆实录表明,岩爆与爆破具有密切关系。当前炮次爆破形成的爆炸应力波在已开挖围岩中的传播可以概化为Lamb线源问题。爆破后,对于已开挖围岩轮廓面上某一点,P波、S波和Rayleigh波顺序到达;P波和Rayleigh波对围岩具有显著的扰动作用,两者之中大振幅Rayleigh波居于支配地位。P波和Rayleigh波将分别在围岩中形成垂直和平行于开挖轮廓面的张性破裂面;在21ss>,03=s的应力环境中,这些破裂面的出现,将引起围岩以岩爆或片剥的形式破坏。P波的衰减和Rayleigh波的垂向分布可以解释岩爆高发区与掌子面的空间关系及岩爆碎片的形状特征等若干岩爆现象。