國家的經濟建設離不開各種建築工程建設,而我國是一個地震多發國家,在進行建築工程的建設時,抗震設計是非常必要的工作。場地波速測試在岩土工程勘察中有著廣泛的應用,巖聯小編就重點介紹下,通過場地波速測試,可以對場地土的類型和場地類別進行劃分、計算場地的卓越週期,為建築工程的抗震設計提供依據。
1試驗方法
目前場地波速的測試方法有單孔法、跨孔法和麵波法。目前使用的較多是單孔法,一般所說的場地波速測試方法主要是指單孔法。單孔法在地面激振,檢波器在一個垂直鑽孔中接收,自上而下(或自下而上)按地層劃分逐層進行檢測。
現場測試常用擊板法產生振源。待鑽孔完成後,試驗步驟如下:
(1)平整場地,使激振板離孔口的水平距離約1.0~2.0m,上壓重物約500kg或用汽車兩個前輪壓在木板上,木板規格為:長約2.0~3.0m,寬約0.3m、厚約0.05m。計時觸發檢波器宜埋於木板中心位置。
(2)接通電源,在地面檢查測試儀正常後,即可進行試驗;
(3)把三分量檢波器放入孔內預定測試點的深度,使檢波器貼緊孔壁。
(4)用大錘沿木板長軸兩個相反方向水平敲擊板端激發剪切波,檢波器即可接收由地面激發產生並經土層傳播而來的剪切波信號,信號通過電纜送入儀器放大記錄,存盤完畢,該檢測點測試結束。
(5)把三分量檢波器轉移到下一個測試點的深度,重新上述測試步驟,直至達到鑽孔測試深度要求;測試點的位置根據工程情況及地質分層確定,對於厚土層,可以1~2m設一個測試點。
2計算公式
2.1層速度。
走時校正後,按下式計算層速度:
![波速測試儀工廠工地詳勘案例分享](http://p2.ttnews.xyz/loading.gif)
![波速測試儀工廠工地詳勘案例分享](http://p2.ttnews.xyz/loading.gif)
式中:
△hi——孔中相鄰兩測點的深度之差;
△tsi——孔中相鄰兩測點壓縮波垂距走時之差;
△tpi——孔中相鄰兩測點壓縮波垂距走時之差。
2.2等效剪切波速
層速度確定後,土層的等效剪切波速應按下列公式計算:
VSE=d0/t
式中:
vse——土層等效剪切波速( m/s);
d0——計算深度(m),取覆蓋層厚度和20m二者的較小值;
t——剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間;
d1——計算深度範圍內第i土層的厚度(m);
vsi——計算深度範圍內第i土層的剪切波速(m/s );
n——計算深度範圍內土層的分層數。
2.3卓越週期計算
場地卓越週期根據場地現場剪切波測試結果,按以下公式計算:
式中
T——場地地基土的 卓越週期(s);
hi——第i層土層厚度(m);
Vsi——第i層土的剪切波速度(m/s );
n——土層層數。
3應用實例
某工廠工地,詳勘,24#孔、68#孔,測試原始曲線、剪切波波速曲線、場地土層劃分如圖1、圖2所示。
試驗孔土層等效剪切波速、卓越週期及特徵週期如表1所示。經綜合分析,結合該場地覆蓋層厚度情況,按《建築抗震設計規範》GB50011-2010對場地的場地土類型和場地類別作如下結論: 1、 場地土類型為中軟土; 2、場地類別為II類。
5結語
通過剪切波波速測試瞭解場地地層結構和劃分場地類別簡單有效。但是由於測試儀器、測試場地平整、地層複雜情況等客觀干擾原因和“擊板法”中擊打木板激振能量的隨機性、測試人員的判讀誤差等主觀干擾因素,剪切波波速測試存在一定誤差。所以測試人員不僅應具有良好的理論知識,還要有豐富的現場測試經驗,才能提高剪切波波速測試的精度。
閱讀更多 上海巖聯 的文章