1、中华人民共和国行业标准多道瞬态面波勘察技术规程中华人民共和国建设部年月日中华人民共和国建设部公告第号建设部关于发布行业标准多道瞬态面波勘察技术规程的公告现批准多道瞬态面波勘察技术规程为行业标准编号为自年月日起实施本规程由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行中华人民共和国建设部年月日前言根据建设部建标号文的要求规程编制组在广泛调查研究认真总结实践经验参考有关国际先进标准并在广泛征求意见的基础上制定了本规程本规程的主要技术内容是总则术语和符号基本规定仪器设备与处理软件现场采集数据资料处理成果报告编写本规程由建设部负责管理由主编单位负责具体技术内容的解释本规程主编单位北京市水电物探研究
2、所地址北京市东城区东中街号美惠大厦室邮政编码本规程参编单位建设综合勘察研究设计院福建省建筑设计研究院中航勘察设计研究院中交第一公路勘察设计研究院北京市地震局震害防御与工程地震研究所本规程主要起草人员刘云祯梅汝吾任书考李哲生刘金光刘运平胡平总则为了规范多道瞬态面波勘察方法保证勘察成果的精度和可靠性提高工程投资效益环境效益和社会效益制定本规程本规程适用于各行业利用多道瞬态面波方法进行的各类岩土工程勘察检测多道瞬态面波勘察宜与钻探和其他物探方法密切配合综合分析正确评价在现场作业时应遵守现行安全和劳动保护的有关规定做到安全作业多道瞬态面波勘察除应符合本规程的规定外尚应符合国家现行有关强制性标准的规定术
3、语和符号术语面波规程中面波特指瑞利波即质点运动轨迹为椭圆形的波剪切波波的传播方向与介质质点的振动方向垂直的波又称横波波压缩波波的传播方向与介质质点振动方向一致的波又称纵波疏密波波基阶面波面波的多个传播模态中以第一阶振型传播的波动为基阶面波面波频散面波各频率组份具有不同的传播速度的现象基阶面波的频散基阶面波传播模态波动的频散规律面波速度面波在介质中传播的平均相速度剪切波层速度剪切波在地层中的传播速度多道面波勘察中所采用的多个通道仪器同时记录形成完整的面波记录瞬态震源的一种动力特征排列为完成一个面波采集记录布置在一条测线上接收震动信号的检波器组合偏移距面波采集时震源与仪器第一通道所连接的检波器之间
4、的距离道间距在排列中相邻检波器之间的距离符号动弹性模量频率动剪切模量深度波数压缩波波速瑞利波波速剪切波波速波长动泊松比质量密度与泊松比有关的系数基本规定多道瞬态面波勘察应具备下列资料收集场地的岩土工程勘察资料任务委托书应包括勘察目的与技术要求勘察范围及工作量完成工作时间等有条件时应收集场地建构筑物的平面图剖面图等场地及其邻近的干扰震源多道瞬态面波勘察前应根据选定的勘察方法制订勘察方案其内容宜包括勘察目的及要求具备面波勘察方法的地球物理条件技术可行性精度应满足勘察深度与精度的要求勘察工期以及质量保证体系等勘察内容具体方法和测点测线布置图仪器设备拟采用的数据处理方法报告书的要求份数以及提交时间现场
5、勘察时仪器主机设备等应有防风砂防雨雪防晒和防摔等保护措施现场勘察场地应避开干扰震源勘察报告应包括现场原始记录勘察结果分析意见和勘察结论等内容仪器设备与处理软件仪器设备多道瞬态面波勘察仪器应符合下列要求仪器放大器的通道数不应少于通道采用的通道数应满足不同面波模态采集的要求仪器放大器的通频带应满足采集面波频率范围的要求对于岩土工程勘察其通频带低频端不宜高于高频端不宜低于仪器放大器各通道的幅度和相位应一致各频率点的幅度差在以内相位差不应大于所用采样时间间隔的一半仪器采样时间间隔应满足不同面波周期的时间分辨保证在最小周期内采样至点仪器采样时间长度应满足在距震源最远通道采集完面波最大周期的需要仪器动态范
6、围不应低于模数转换的位数不宜小于位用于多道瞬态面波采集的检波器应符合下列要求应采用垂直方向的速度型检波器检波器的自然频率应满足采集最大面波周期相应于勘察深度的需要岩土工程勘察宜用自然频率不大于的低频检波器用作面波勘察同一排列的检波器之间的自然频率差不应大于灵敏度和阻尼系数差别不应大于检波器按竖直方向安插应与地面或被测介质表面接触紧密用于多道瞬态面波采集的检波器排列布置应符合下列要求采用线性等道间距排列方式震源在检波器排列以外延长线上激发道间距应小于最小勘探深度所需波长的二分之一检波器排列长度应大于预期面波最大波长的一半相应最大探测深度偏移距的大小需根据任务要求通过现场试验确定用于多道瞬态面波的
7、震源应符合下列要求震源方式可采用大锤激振落重激振或炸药激振选择震源需保证面波勘察所需的频率及足够的激振能量震源方式的选择应根据勘察深度要求和现场环境确定勘察深度宜选择大锤激振选择落重激振以上选择炸药激振在无法使用炸药的场地亦可采用加大落锤重量或提高落锤高度的办法加大勘察深度激振条件的改善勘察深度小时震源应激发高频率波勘察深度大时震源应激发低频率波同种震源方式改变激振点条件和垫板亦可使激发频率改变处理软件处理软件应具有下列功能采集参数的检查与改正采集文件的组合拼接成批显示及记录中分辨坏道和处理等基本功能识别和剔除干扰波功能分辨识别与利用基阶面波成分的功能正反演功能在波速递增及近水平层状地层条件下
8、应能准确反演地层剪切波速度和层厚分频滤波和检查各分频段面波的发育及信噪比的功能以利于测深分析能调入多条频散曲线以供研究不同测点或同一测点加固改良后地层波速的改变对于多测点频散曲线的剖面成图软件宜具有速度映像成图功能以便直观分析地层速度结构在有条件的情况下软件应具有自动拾取映像速度等值线和图例填充等功能使面波成果成图电脑化对于速度映像处理成图的文件格式应为通用计算机平台所调用便于报告编制现场采集现场试验现场正式工作前应进行试验工作在地质地形条件复杂的工区试验工作应充分试验工作量宜控制在预计工作量的试验工作应包括下列主要内容仪器设备系统的频响与幅度的一致性检查应符合下列要求仪器各道的一致性检查将仪
9、器输入端各道并联后接入信号源采集与工作记录参数相同的记录并存储利用软件分析频响与幅度的一致性检波器的一致性检查选择介质均匀的地点将检波器密集地安插牢固在大于外激振采集面波记录并存储利用软件分析频响与幅度的一致性仪器通道和检波器的频响与幅度特性在测深需要的频率范围内应符合一致性要求采集试验工作应符合下列要求干扰波调查在工区选择有代表性的地段进行干扰波调查干扰波调查应通过展开排列采集的方式进行采集面波在时空域传播的特征根据基阶面波发育的强势段确定偏移距离排列长度和采集记录长度一般展开排列长度应与勘察深度相当选用不同频率检波器的原则可根据勘察深度要求利用和估算选用的检波器频率式中检波器的频率地层面波
10、速度波长探测地层的深度根据勘探深度和现场环境条件进行激振方式试验依据采集记录进行频谱分析震源的频带宽度应满足勘探深度和分辨薄层的需要据此确定最佳激振方式通过以上项试验工作应确定满足勘察目的和精度要求的采集方案采集参数和激振方式在具有钻孔资料的场地宜在钻孔旁布置面波勘察点取得对比资料测线测点布设在地形较平坦的工区测线布置可根据任务书布置面波排列宜与测线相重合布置在地形起伏较大的工区面波排列可不与测线重合宜结合地形等高线取平坦段布置在滑坡体泥石流等勘察项目中测线布置宜沿主滑方向平行布置适当布置横向联络线在岩溶土洞或采空区勘察项目中测线间距应小于被调查对象的尺寸发现异常在异常点带布置垂直测线重点勘察
11、项目可采取布置网格线的方案构造破碎带勘察测线布置应与构造走向相垂直古河床调查测线应垂直古河床方向地基加固效果检验应在加固前后采取测点测线位置不变的原则面波排列的中点为面波勘探点面波勘探点间距的布置应根据勘察阶段场地地质地形条件的复杂性以及勘察目的和精度综合考虑面波排列方式应遵循以下要求面波排列的长度不应小于勘探深度所需波长的二分之一在场地存在固定噪声源的环境中工作应使面波排列线的方向指向噪声源并布置激振点与固定噪声源在面波排列的同侧干扰震源波不得构成对面波排列线的大角度传播在地表存在沟坎及在建筑群中进行面波勘察时面波排列线的布置应考虑规避非震源干扰波的影响正式采集观测系统以激振点分类可分为单端
12、激振法和双端激振法以排列移动方式分类可分为全排列移动半排列移动和根据勘探点间距移动排列的方法根据勘察目的要求地形地质与地球物理条件应合理选用观测系统并应符合下列要求所选用的观测系统应保证主要目的层的连续追踪简单地质地形条件应采用单端激振法复杂地质地形条件下应采用双端激振法面波的接收应遵循下列原则仪器应设置在全通状态对定点仪器应设置各道增益一致记录长度为采样点数和采样间隔的乘积采样点数可选择点或点采样间隔的选择视采集记录的长度要求应满足最大源检距基阶面波的采集需要记录的近震源道不应出现削波排列中不宜有坏道排列方向的设计应视地形条件和规避干扰波的需要确定排列上的道间距应小于最小勘探深度所需波长的二
13、分之一检波器安置的位置应准确检波器应与地面或被检测物表面安置牢固并使埋置条件一致检波器的安置在地表介质松软时应挖坑埋置在地表为稻田或潮湿条件时应防止漏电检波器周围的杂草等易引起检波器微动之物应清除在风力较大条件下工作时检波器应挖坑埋置检波器与电缆连接应正确防止漏电短路或接触不良等故障面波的激发应符合本规程第条的规定并符合下列要求面波的激发应根据勘察任务要求和工区条件合理选择震源使用锤击震源落重震源应在激振点敷设专用垫板专用垫板是硬材料有利于激发高频波专用垫板是软材料有利于激发低频波使用炸药震源时炸药量要通过试验确定炸药坑深度宜大于并压实炸药记时应采用回线记时和内触发记时采集工作结束后应及时从仪
14、器外传数据做好备份以防数据丢失同时做好现场采集班报表记录每项工程应进行检查观测检查工作量不得少于总工作量的检查记录与原记录波形应相似频散曲线应一致采集记录的文件宜按下列要求存贮宜按工程名称或工程代号设置存贮文件的子目录文件名由字符和数字组成以字符表示线号以数字表示测点顺序同测线上的文件名中的数字连续文件名中的后缀常用表示为原始采集记录采集记录质量评价采集记录中的削波和通常地震勘查中的坏道在多道瞬态面波勘察中应视为坏道采集记录的长度满足最大源检距基阶波采集的记录并视为合格记录否则为不合格记录采集记录中基阶波应为强势波否则为不合格记录采集记录中相邻两道为坏道应视为不合格记录采集记录中坏道数大于使用
15、道数的记录应为不合格记录发现不合格记录应进行补测数据资料处理资料处理的主要内容资料整理应包括绘制测线点平面布置图和编制测线点的高程表面波数据资料的处理与解释绘制测线点平面布置图应根据实测点坐标按要求的比例尺绘制在工区具备电子地图的条件下可直接将测线点绘制在电子地图文件中并按要求绘制测线点平面布置图面波数据资料处理应使用软件程序完成其主要功能应包括面波数据资料预处理生成面波频散曲线频散曲线分层反演剪切波速度及确定层厚利用面波频散曲线生成速度映像彩色剖面并在此基础上绘制地质剖面图等建立地形高程文件绘制面波速度映像剖面图和地质解释剖面图剖面图的比例尺应按勘察任务书的要求绘制数据资料处理面波数据资料预
16、处理时通过成批调入与显示采集记录应检查现场采集参数的输入正确性对错误的输入应予以改正检查面波成批记录中面波多振形组份的发育情况尤其观察基阶波组份和干扰波的发育情况以及检查采集记录的质量选用利于提取基阶波组份的时间空间窗口对合格记录中的坏道应予以处理预处理完毕应进行存盘存盘时另起文件名不得覆盖原始记录文件面波频散曲线提取应符合下列要求可用环境下的软件也可使用环境的软件软件均具有面波频散曲线的提取功能对基阶面波选用合理的时间空间窗口是频散曲线提取的关键面波频散曲线的提取宜在域中进行在域进行的二维滤波应突出基阶面波的能量在域中的等值线图上应确认频散曲线并转换为速度深度域速度波长域的频散曲线频散曲线应
17、遵循收敛的原则在面波频散曲线上若频散点点距过大不收敛变化的起点处可解释为地质界线不收敛的频散曲线段不能用于地层速度的计算频散曲线提取完毕后应进行存储频散曲线的分层应根据曲线的曲率和频散点的疏密变化综合分析分层完成后反演计算剪切波层速度和层厚剪切波层速度和层厚的反演计算可采用两种方式固定层厚反演层速度和固定层速度反演层厚一般宜选择固定层厚的方式反演剪切波层速度反演过程宜遵循由浅及深逐层调试使正反演结果逼近完成剪切波层速度和层厚的处理确认层参数后存储处理结果面波资料的分析论证面波频散数据反演的结果应视为检波器排列下的地层综合信息对于近水平层状地层反演结果视为检波器排列中点位置竖直方向地层的波速分布
18、对于倾斜地层反演结果视为检波器排列中点位置至地层界面法向深度的波速分布面波速度映像图的制作可分为以下几个步骤输入剖面线上超过个测点的面波频散曲线文件输入测点的剖面坐标和高程设置合适的比例尺生成面波速度映像图需进行地形校正时应进行校正生成地形校正后的面波速度映像图面波速度映像图的地质分析应结合面波频散曲线的分层结果或地层地质柱状资料进行分析同点位同深度映像的速度值与地层的关系逐层确认划分生成地层物质界线框图选择地质图例绘制地质剖面图地质剖面的绘制在有条件的情况下应利用既有的点位地质资料进行综合分析地基的剪切波波速应按下列公式计算式中地基的剪切波波速地基的面波波速与泊松比有关的系数地基的动泊松比地
19、基的动剪切模量应按下式计算式中地基的动剪切模量地基的质量密度地基的剪切波波速地基的动弹性模量应按下式计算式中地基的动弹性模量地基的动泊松比地基的质量密度地基的剪切波波速地基的动泊松比应按下式计算式中地基的压缩波波速地基的剪切波波速成果报告编写一般规定多道瞬态面波勘察报告的原始资料应在验收合格后使用多道瞬态面波勘察报告的文字应叙述准确完整真实图表清晰结论与建议明确合理成果报告的基本要求多道瞬态面波勘察报告应根据任务要求工程特点和工程地质条件等具体情况编写并应包括下列内容勘察目的任务要求所依据的规程规范以及勘察时间和完成的工作量拟建工程的概况开展面波勘察有关的场地地形地质和地球物理条件场地振动干扰
20、背景及分析方法技术和工作布置内容包括方法技术原理仪器性能观测系统及采集参数选择激振与接收方式测线布置及工作质量保证措施等资料的整理分析与解释结论与建议阐明面波勘察工作的主要技术成果结论与建议成果报告应附下列图件勘察综合平面图仪器设备一致性检查的原始资料干扰波实测记录和面波点采集记录图面波点频散曲线图面波频散曲线速度分层图有钻探地质资料时绘制面波点速度分层与工程地质柱状对比图面波测试成果图表等勘察报告的文字术语代号符号数字计量单位等均应符合国家现行有关标准的规定本规程用词说明为便于在执行本规程条文时区别对待对于要求严格程度不同的用词说明如下表示很严格非这样做不可的正面词采用必须反面词采用严禁表示
21、严格在正常情况下均应这样做的正面词采用应反面词采用不应或不得表示允许稍有选择在条件许可时首先应这样做的正面词采用宜反面词采用不宜表示有选择在一定条件下可以这样做的采用可条文中指定应按其他有关标准执行时的写法为应符合的规定或应按执行中华人民共和国行业标准多道瞬态面波勘察技术规程条文说明前言多道瞬态面波勘察技术规程经建设部年月日以第号公告批准业已发布为便于广大勘察检测设计施工科研学校等单位的有关人员在使用本规程时能正确理解和执行条文规定多道瞬态面波勘察技术规程编制组按章节条顺序编制了本规程的条文说明供使用者参考在使用中如发现本条文说明有不妥之处请将意见函寄北京市水电物探研究所总则面波勘察方法是近年
22、来发展很快的一种物探方法大致可分为稳态方法和瞬态方法两大类稳态面波勘察技术由于设备沉重勘探深度不大虽然经过十余年的实践但进展不快而以北京市水电物探研究所生产的系列为代表的多道瞬态面波仪却以其轻便高效勘探深度大重复性好可靠性高等优势受到业界的普遍好评呈现出了良好的发展态势为提高工程投资效益和社会效益做出了贡献但是由于各仪器厂家以及使用单位对仪器的性能指标的要求以及对方法技术本身的理解掌握程度不一致也出现了不注重应用条件没有科学严谨统一的数据处理以及解释方法给物探方法本身带来负面影响的情况因此制定本规程是适时和必要的本条说明的是面波勘察适用于各行业利用多道瞬态面波方法进行的各类岩土工程勘察检测可应
23、用于探查覆盖层厚度划分松散地层沉积层序探查基岩埋深和基岩界面起伏形态划分基岩的风化带探测构造破碎带探测地下隐埋物体古墓遗址洞穴和采空区探测非金属地下管道探测滑坡体的滑动带和滑动面起伏形态地基动力特性测试地基加固效果检验等这里所列的工程领域基本上覆盖了岩土工程勘察检测与监测的各个方面但并不排斥随着方法技术的进步所带来的应用范围的拓展或延伸例如在堤坝隐患的勘察等方面也有成功的实例本条强调了面波勘察与其他岩土工程勘察手段的密切配合本条强调在作业过程中要以人为本遵守国家现行的安全与劳动保护条例做到安全生产本条强调在应用本规程进行多道瞬态面波勘察时不应与国家现行的有关强制性标准规范的规定相抵触术语和符号
24、术语本规程所指的面波特指成层半无限空间的瑞利波面波有瑞利波和勒夫波两种类型瑞利波是在非均质半无限空间中由于自由边界的作用非均匀平面波和波相互干涉而衍生出来的且与波都沿自由面以同一视速度前进瑞利波具有频散特性其质点运动轨迹为一椭圆勒夫波是由波在自由表面和分界面上经多次反射的加强干涉而形成的均质半空间中也存在面波但不具频散性面波传播速度按其特征区分为相速度和群速度两种相速度系指单一频率组份面波的同一相位的传播速度群速度是指同一震源产生不同频率的面波按各自的相速度传播时相互干涉形成的波组的传播速度如果介质均匀产生的面波没有频散各频率成份以同一相速度传播合成的波组的群速度与相速度等同在有面波频散的介质
25、表面不同频率组份以不同相速度传播将随传播距离干涉合成为几个不同群速度的波组在层状介质中面波的传播速度随频率变化是频率或波长的函数即频散在进行频散方程求解时对于同一个频率往往存在多个相速度这就是说频散曲线往往具有多个模态如果将它们按速度大小排列我们将相速度最小的模称为基阶模与之相对应我们把以最小相速度传播的面波称为基阶面波实际采集的面波信息大多是由多阶面波相互叠加而成如何准确分离各阶面波并加以利用这是目前国内外研究的热点问题但大量的研究表明基阶面波反映了正频散面波群速度相速度地层间岩土的基本物理性质这也是多道瞬态面波勘察目前要把握的基本点而对高阶面波的研究与应用目前尚不成熟一般认为是在高频影响较
26、突出本规程暂不纳入本规程所指的面波速度指的是某一频率的速度即相速度而非多频率面波群包络的群速度群速度与相速度的关系是在均匀质介质中而地层刚度随深度逐层增加时表现为正频散反之当下覆地层较上层软弱时呈现负频散从面波模态的角度看最简单也是常见的地层分层结构是地层刚度随深度逐层增加此时面波的大部分能量都集中在基阶模态中形成的频散特征也比较简单容易求出地层的弹性参数如果地层结构中含有软弱夹层或地表为刚度大的地层覆盖面波的能量将扩展分布于基阶和多个高阶的模态中构成复杂的频散特征提取的关键在于正确识别面波的基阶振型面波数据处理按其算法一般分为时间域与频率域两大类目前频率域的处理多进行域频率波数域的变换因为面
27、波的各个模态在时间和距离上往往是相互穿插叠合的在域中可以清楚地区分开面波不同模态的波动能量从而能够单一地提取出基阶模态的频散数据运用二维傅立叶变换可以将时间距离域的弹性波场数据转换为频率波数谱数据表示为二维坐标中的图形一般其左上角为坐标原点纵坐标为频率轴沿纵坐标向下波动频率增高也就是在时间上波动越快横坐标为波数轴沿横坐标向右波数增多也就是在空间上波长越短各个波动组份谱振幅的大小用不同颜色的色标来表示一般色度越亮表示谱振幅越大波动组份坐标点和原点联线的斜率体现了它的相速度这条联线越陡说明该波动组份的相速度越大而越平缓则说明相速度越小多道是本规程强调的方法重点它有别于原来美国研究人员提出的两道瞬态
28、面波亦称表面波频谱分析法方法多道方法是利用多个检波器按一定间距与震源排列在一条直线上组合接收面波的方法理论和实践均证明多道采集的记录能够在时间空间域上识别各种波动组份包括体波面波和干拢波的信息有利于基阶面波的提取与利用记录数据经过域的变换能够快速有效地分离多阶模态的面波及其他类型的波并方便地计算出面波频散曲线该方法最具代表性的实用系统为北京市水电物探研究所推出的系列多道瞬态面波系统具有我国自主知识产权偏移距是有正负之分的震源在第一通道以外为正末道以外为负符号略基本规定本条规定了进行多道瞬态面波勘察前应收集具备的基本资料强调了以下几个基本的要素尽可能收集已有勘察资料做到有针对性地工作明确要解决的
29、地质问题任务书是勘察工作的重要文件应及时向甲方索取保障工作的合法性本条规定了进行多道瞬态面波勘察前应做的准备工作这是在前一条基础上的进一步完善和具体化它实际上是一份完整的施工组织设计本条是对成果报告书的基本要求仪器设备与处理软件仪器设备本条是由十多年的工程实践经验得出其内容是各行业利用多道瞬态面波勘察方法进行各类岩土工程勘察检测所需仪器设备性能的基本条件对于探测波速分层差别不大的地层可采用较少的通道对波速差别大的地层或具有低速夹层宜采用更多的通道以保证空间分辨率多道瞬态面波勘察仪器的主要技术参数如下通道数道道或更多通道采样时间间隔一般为采样点数一般分点等模数转换位动态范围模拟滤波具备全通低通高
30、通功能频带宽度本条是对检波器的基本要求检波器是面波勘察的重要组成部分它的频响特性灵敏度相位的一致性以及与地面或被测介质表面的耦合程度都直接影响面波记录的质量任何检波器都有其特定的频响和灵敏度固有频率不同其频响特性或称带宽也不一样而灵敏度则取决于材料与制作工艺检波器对于输入信号来说相当于一个滤波器不同的频响其输出是不一样的一般说来接收低频信号反映较深部信息就要选择具有较低固有频率的检波器反之接收高频信号反映浅部信息就要选择具有较高固有频率的检波器因此合理选择检波器对于面波勘察来说是非常重要的多道瞬态面波勘察是采用了多个检波器来拾取不同频率不同深度的面波信号的所以各检波器之间的一致性十分重要如果检
31、波器的固有频率灵敏度阻尼等相差太大会直接导致接收信号的相位发生畸变从而导致面波信息的错误计算检波器的安装也是面波勘察的一个重要环节因为不正确的安装会改变检波器的频率响应一般的安装原则是稳正紧本条强调工作排列的基本要求由于算法的原因排列中的道间距只能是线性的道间距决定了频率波数域的波数分辨率排列长度决定了分辨空间的最大尺度相应于最大的探测深度偏移距的选择合适与否直接关系到有效面波的采集因此本规程要求偏移距的选择需在现场通过试验确定在锤击落重炸药三种震源中锤击激发的地震波频率最高采用大锤人工敲击地面可获得深度以内的面波频散信息落重激发面波频率次之采用标贯锤或其他重物吊高至数米自由落下激发出较低频率
32、面波和得到较深处的频散信息炸药震源频率最低用它可得到更深处的频散信息处理软件目前国内广泛应用的主流处理软件为北京市水电物探研究所编制的和面波频散曲线分析软件和面波速度映像与地质剖面图绘制软件下的增加了频散曲线对比功能道清除与内插功能和反演过程的实时分析以及频散曲线结果的多格式存储等功能现场采集现场试验物探成果是否达到预期目的通过试验来确定工作方法至关重要在一个项目的全过程中试验的技术含量是最高的应该由具有丰富经验的工程师来主持试验工作仪器设备系统的频响与幅度的一致性检查是一项很重要的工作在勘察工作的始末应进行例检有条件时应送回厂家进行年检干扰波调查是指在时间空间域调查面波发育和其他波共存的情况
33、在面波勘察中将面波作为有效波而反射波折射波声波直达波以及面波的反射等均作为干扰波由于面波传播速度较慢能量较强在展开排列波形图上容易识别确定了面波后就容易确定偏移距道间距采样间隔及记录长度获得展开排列的方法是在测线上先布置一个排列偏移距为一个道距采集第一个记录然后整排列向后移一个排列距离加一个道距仍在原激发点激发采集第二个记录依次采集第三个第四个记录等等直到全波列排能在记录上体现为止依次将几个排列记录拼接从而获得展开排列的记录由此分析面波的发育情况根据基阶面波的优势段选择合理的采集参数面波勘察的检波器不同于通常使用的地震检波器它不仅要求频响特性好而且低频段比通常使用的地震检波器低得多由公式和有效
34、勘探深度估算使用的检波器频率国内一般用于面波勘察的地震检波器低频应在左右如果则探测深度可达面波激发频率和能量也是影响勘察深度的重要环节应在工作中引起重视测线测点布设一般在平坦的地区排列与测线重合可使工作效率提高和保证成果精度在地表起伏较大的地区可沿地表等高线垂直或斜交等高线设计排列使排列成直线以免道距不等而引起较大的误差对于滑坡体泥石流岩溶土洞采空区等勘察由于地质体横向变化大测线应尽量采用纵横网格布置以利于提高勘察精度对于条带状地质体如地下构造破碎带古河床调查等测线布置应垂直于调查对象的走向便于在正常背景下突显异常利用面波方法检测地基加固效果主要是检测地基加固前后地基土的面波速度变化面波速度可
35、以转为剪切波速度剪切波速度与标贯值有较好的对应关系因此可用面波速度来评价地基土在加固前后的强度变化检测工作应在同点同线进行本条说明面波的排列方式正式采集根据勘察目的要求地形地质与地球物理条件合理选用观测系统包括选用的观测系统满足勘察要求和野外施工方便经济两个方面勘察目的层在水平方向的变化大于排列长度时应用全排列移动方法移动的距离根据勘察点的距离确定勘察目的层在水平方向的变化小于排列长度时采用半排列移动或更小的距离移动排列单端激振法和双端激振法的选择根据地质地形条件确定在地形平坦地质条件简单条件下一般采用单端激振法复杂地质地形条件下应采用双端激振法单斜地形条件下在地层下倾方向激振具有较好的效果排
36、列方向的设计按条文说明第节中的有关规定执行记录时间长度由采样点数和采样间隔的变化确定一般采样点数固定为点改变采样间隔即可改变记录时间的长度检波器的安置一般条件下检波器的尾锥能满足与地表的牢固安装在特殊条件下例如在松散的地表可改换长尾锥来保证检波器与地表牢固插接在坚硬的地表条件下可采用托盘或单向磁座使检波器与地表牢固接触在风噪声大或松散耕植土地表可挖深安装检波器以改善接收条件采集记录质量评价是对采集记录质量评价做出的规定多道瞬态面波勘察的技术特点决定了其对采集记录质量的高标准要求削波坏道记录长度以及基阶波的采集质量直接关系到多道瞬态面波勘察工作的成败没有好的第一手外业采集记录后期的任何软件处理都
37、是没有用的数据资料处理资料处理的主要内容略数据资料处理规程中对合格记录中的坏道应予以处理是指先将坏道充零然后利用其相邻的左右道内插生成新道参与计算本条是对面波频散曲线的提取做出规定频散曲线反映了地层面波速度随深度的变化情况可根据波速划分地层但应注意频散曲线上纵坐标在物理意义上是波长波长与勘探深度的对应关系和地质体的物理力学指标有关较为复杂因此在有条件的工区要与已知钻孔资料对比做深度校正频散曲线上某深度的面波速度是地面到该深度的平均速度不是该深度的地层速度地层速度应根据以下公式计算当地层的平均速度随深度增加而增大时应用公式计算层速度式中第点深度第点深度第点深度以上的平均面波速度第点深度以上的平均
38、面波速度深度间隔的层速度当地层平均速度随深度增加而减小时应按公式计算层速度当不考虑地层平均速度随深度变化趋势时可用公式计算层速度当软件有自动反演功能时可确定层厚后由软件自动反演层速度面波资料的分析论证本条是应用面波频散数据反演结果进行地质解释的规定面波的传播与地震勘探中反射波的传播路径相比后者在排列下有明确的反射点位置而前者不是射线的位置概念面波的传播不像反射波那样以射线的路径来确定反射点的位置而是不同组份的面波群以其各自的波长传播表征一定深度范围内的平均响应采集一个排列获得的频散曲线对于水平层状结构介质视为该排列长度内竖直方向地层的平均响应对于倾斜地层结构视为该排列长度内排列中点至界面法线深度方向地层的平均响应这三条是对面波速度映像图的制作原则做出具体规定本条列出了地基动弹性模量与动剪切模量的基本计算公式目前许多单位在不同地区做了面波波速与标贯值的对比试验建立了本地区实用的经验公式本规程暂不纳入在进行此类工作时在有条件的情况下应该在勘察现场进行波速测井和标贯试验以便建立本场地的面波速度与标贯值的对应关系式但如果条件不具备也可借用邻近区域相近地质条件下的经验公式成果报告编写略
