建筑岩土工程声波测试与分析

第３ｌ卷第３期　２０１６年６月　资源信息与工程　Ｖ０ｌ－３ｌ№３　Ｊｕｎｅ　２Ｏ１６　建筑岩土工程声波测试与分析　杜摘强　要：随着数字技术的不断发展，在建筑岩土工程勘测中，声波测试已经成为重要的应用技术。本文结合具体　的工程对岩体工程勘察中声波测试技术的应用进行了分析。　关键词：岩土工程；勘察；声波测试　中图分类号：ＴＵ４５９　文献标识码：Ａ　文章编号：２０９６—２３３９（２０１６）０３—０１０２—０２　本文对遵义市坪丰农副产品批发城二期６、７号楼　波速值５　６８４　ｍ／ｓ，在完整程度划分时，依据此值对完整　的勘探钻孔进行了声波测试，本次工作的具体任务为：　（１）划分岩体的完整程度。（２）确定岩溶裂隙发育带发　育深度及位置。本次声波测试的场地地层为：灰岩。　该工程总钻孑Ｌ数１１４个，完成声波测孔２８个，实测物理　点１　４１０点。　性指数　值进行计算。　（２）岩体完整程度的划分。依据《岩土工程勘察规　范》（ＧＢ５００２１－２００１），完整程度的划分主要是依据完整　性指数，具体标准见表１。　完整性指数　计算公式为：　Ｋ　＝　ｖＰ／ｖ　１　测试原理、工作方法及质量评价　１．１测试原理　式中　岩块的压缩波波速，ｍ／ｓ；　为岩体的压缩波速，　ｍ／ｓ。　（１）与波速（　）有关的物理因素。声波作为一种弹　性波，根据弹性波波动理论，在无限大均匀介质中，在其　弹性范围内，波速　与介质弹性模量的关系式为：　表１　岩体完整程度分类表　［Ｅ（１一ｏｒ）／ｐ（１＋　）（１—２　）］　式中　为压缩波波速；Ｅ为弹性模量；ｏｒ为泊松比；Ｐ为　＝密度。　根据２８个钻孑Ｌ所测孑Ｌ段岩体完整性指数的统计结　由此可知，由于岩性（如组成成份、颗粒大小、晶体结　构等）的不同，声波在其中传播的速度也不同。就是同一　种岩性的岩体也会因其风化程度、完整程度等的不同而　导致声波在其中传播速度造成差异。因此，声波纵波波　速是判别岩体风化程度、完整性等的重要参数之一。　（２）声波测试的应用条件。首先，弹性波的传播离　不开耦合介质，本次测试以水作为耦合介质，测试段为孑Ｌ　中注水段；其次，由于水的剪切模量　趋近于零，由下式：　＝ｔｚ／ｐ　果：破碎灰岩岩体波速在２　４２０—２　６３１　ｒｎ／ｓ之间，平均值　２　５４０，完整性指数在０．１８～０．２１之间，平均值０．２０，较破　碎灰岩岩体波速在３　５１０￣４　１８０　ｍ／ｓ之间，平均值４　０２０，　完整性指数在０．３８—０．５４之间，平均值０．５０。　本场地声波测试孔段岩体平均波速及完整程度的统　计结果见表２。　表２单孔声波测试成果表　岩体类别波速范目　备注　一　Ｏ．１８￣ｏ．２１　０．２０　破碎　一　Ｏ．３８－０．５４　Ｏ．５０较破碎　表明横波　在液体中难以传播，所以采用纵波波速　值为测量结果。　１．２工作方法与质量评价　本次测试工作使用的仪器为中国科学院武汉岩土力　学研究所生产的ＲＳＭ－ＳＹ５智能声波测试仪和相匹配的　双收探头并配笔记本电脑进行记录测试，测点间距为　一强风化灰岩２　４２０～２　６３１　一　中风化灰岩３　５１ｏ～４　１８ｏ　一　（３）岩溶裂隙发育带的划分。本场地岩性为灰岩，　若位于灰岩段内一至多个测点的波速值Ｖｅ≤１　６００　ｍ／ｓ，　则将该段划分为溶洞或裂隙。本报告将厚度＞１５０　ｃｍ岩　溶段定义为溶洞，将厚度＜５０　ｃｍ岩溶段定义为裂隙。　本场地所测的２８个钻孔中，有３个钻孔（ＺＫ７４、　０．２　ｍ。工作前，对智能声波测试仪仪器性能进行系统调　试检查，测试声波在水中的传播速度（水的波速值在　１　５００　ｍ／ｓ左右），确认无误后，才开始实测。实测中对每　个测点进行了多次重复观测，确认无误后再存盘。因此，　采集的数据准确、可靠。　１．３资料分析　ＺＫ７６、ＺＫ７８）见溶洞裂隙发育，溶洞内充填粘土。　①本场地声波所测钻孔段内较破碎灰岩岩体波速在　３　５１０—４　１８０　ｍ／ｓ之间，平均值４　０２０　ｍ／ｓ，完整性指数在　０．３８—０．５４之间，平均值０．５０。　（１）岩块的声波纵波波速。此次测试的岩体为灰　岩，完整灰岩的纵波波速值的特征值采用岩芯实测最大　一②本场地所测的２８个钻孔中，有３个钻孔（ＺＫ７４、　ｆｏ２一　第３ｌ卷第３期　２０１６年６月　资源信息与工程　Ｖ０】．３１№３　Ｊｕｎｅ　２０１６　ＺＫ７６、ＺＫ７８）见溶洞裂隙发育，溶洞内充填粘土。　应用研究进展［Ｊ］．重庆交通大学学报（自然科学版），２０１３，　２结语　３２（１）：３２．　［２］　王宇，李晓，胡瑞林，等．岩土超声波测试研究进展及应　综上所述，通过多年的应用和发展，岩土工程勘测中　用综述［Ｊ］．工程地质学报，２０１５（２）：２８７－３００．　岩土层的强度可以通过声波测试数据直接反馈出来，可　［３］　陈益杰，程光贵．单孔声波测试及其工程应用应注意的几个　以为建筑设计与施工提供参考依据。声波测试技术的应　问题［Ｊ］．物探与化探，２０１２，３６（１）：１４９—１５２．　用，可以实现对延性、软弱夹层及时以及氧化带的划定　［４］赵建铧，周崇良．声波透射法检测对桩基质量的分析与判别　等。实践证明，声波测试能够取得较好的应用效果，获得　［Ｊ］．岩土工程技术，２０１２，２６（４）：２００－２０３．　良好的经济、社会效益。　作者简介：杜强（１９８４一），男，四川巴中人，本科，工程师，主要从　事岩土工程勘察工作。　参考文献：　（作者单位：贵州省地质矿产勘查开发局１１１地质大队，贵州贵阳　［１］　孙笑，赵明阶，汪魁，等．波动理论在岩土工程测试中的　５５０００８）　（上接第１０１页）　４．２支护与治理　现象发生需要满足一定必要条件的，如存在水源、通道和　（１）治理。①针对性治理。针对岩石，需找出主要　施工扰动等。针对涌水这一实际问题，不仅要注重分析　的控制因素，如围岩优势面等；针对土体，需找出时间与　优势面，还需考虑边坡软弱层等相关问题。在地下工程　空间的效应特征。②合理化治理。在实际工作中，应给　中，需特别注意优势含水层。工程中常用的施工方法为　予地质体自身足够的重视，并加以充分利用，停止不利于　新奥法，新奥法和传统工法对比如图１所示。新奥法主　地质体的行为和活动，尽量采取地质和治理相结合的方　要涉及４道防水工序，即为初级支护、防水层设置、二次　法。③生态化治理。切实强化绿化与美观设计，注重工　衬砌与注浆加固。　程的环境效益，使其与周边的自然环境相协调，营造良好　５结语　的空间绿化氛围。　总之，地下工程是现代化城市发展的必然趋势，其在　方便人们生产生活，刺激经济快速发展的同时，埋下了一　定的安全隐患，与地下工程建设相关的环境岩土工程问　题成为制约其进一步发展的主要因素。为此，在对环境　岩土工程问题进行深入分析的基础上，找到并实施有效　的治理对策，进而从根本上确保工程安全，为地下工程的　可持续发展奠定良好的基础。　参考文献：　口＝］＝］［＝皿　［１］许崧，阎长虹，孙亚哲．城市地下工程中的环境岩土工程问　图１　新奥法与传统工法的对比　题［Ｊ］．工程地质学报，２００３（２）：１２７－１３２．　［２］李发坚．浅析城市地下工程中的环境岩土工程［Ｊ］．山西建　（２）支护与防水设计。首先，需要对超前预防进行　筑，２０１１（４）：７１－７２．　深入优化，采取可靠的信息化手段编制防灾预案。常用　［３］　白佳佳．地下工程中的环境岩土工程问题［Ｊ］．价值工程，　２０１０（１２）：５２．　的超前预报形式包括：超前导坑法、工程地质素描法等，　作者简介：王婷（１９８９一），女，贵州织金人，本科，助理工程师，研　可根据实际情况与具体要求妥善选取。地下工程失稳大　究方向为水文地质、工程地质、环境地质。　多与涌水存在必然的联系，施工经验提出“治塌先治水”　（作者单位：贵州省地质矿产勘查开发局１１１地质大队，贵州贵阳　的总体策略，由此可以看出水害治理的重要作用。涌水　５５００００）　．－——１０３．－——