武汉建科科技有限公司 WAVE2000场地振动测试仪
（以下内容可根据实际情况进行增加，正式报告中须去掉本规定格式中的注释红字）
建筑场地剪切波速及地脉动
测试报告
工程名称：
工程地点：
委托单位：
检测日期：
报告编号：
※省※研究院
※年※月※日
※工程
单 孔 波 速 法 地 脉 动 测 试 报 告
测试人员：
负责人：
报告编写：
校核：
审核：
审定：
※省 ※研究院
（盖章）
※年※月※日
一、前言
受※的委托，※省※院于※年※月※日对※工程拟建场地进行单孔波速法、地脉动测试。该场地位于※路※号，根据场地条件及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关规定，本场地共完成K16#、K37#、K69#、K75#、K82#、K96#六个孔剪切波速及场地脉动测试工作。测试的目的是对拟建建筑场地土的类型及建筑场地类别进行划分，以确定建筑抗震有利、不利和危险地段。
本项目工作技术要求：
1、 测定场地20米以内的等效剪切波速；
2、 测定场地地脉动；
3、 确定场地土类型及建筑场地类别。
二、检测设备、基本原理
1、检测设备
检测设备采用武汉建科科技有限公司制造的WAVE2000场地振动测试仪，检测设备及现场联接见图1。
1-场地振动测试仪
2-重物
3-木板
4-外触发传感器
5-三分量探头
6-探头信号传输线
7-外触发传感器信号线
8-钢丝绳（或尼龙绳）
图1 单孔波速测试示意图
2、剪切波速及地脉动测试基本原理
单孔剪切波速法（检层法）测试基本原理：
用木锤或适宜的铁锤分别水平敲击水平放置孔口的木板两端，地表产生的剪切波经地层传播，由孔内三分量检波器的水平向检波器接收SH波信号，然后读取正、反两方向的实测波形，找出波形交叉点，读取初至波传播时间，进而计算出各测点(层)剪切波速值及其它相关参数。
地脉动测试原理：
地脉动测试时应选择外界环境干扰极小的深夜进行。测试时将地脉动拾振器放置于平整场地地表土上，一般按东西向EW、南北向SN、垂直向VR三个方向放置。测试时由三分量拾振器分别接收三个方向的脉动信号，信号再通过放大，采集仪记录，即可在时域曲线上分析信号幅值大小，从频率域曲线上分析其频率组成并确定场地卓越周期值。
土层的等效剪切波速，按下列公式计算：
式中 Vsc——土层等效剪切波速度；
d0——计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值；
t —— 剪切波在地面至计算深度之间抟播时间；
di ——计算深度范围内第i层的厚度(m)；
Vsi——计算深度范围内第i层土的剪切波速(m/s)；
n —— 计算深度范围内土层的分层数。
相邻两测点地层波速计算公式为：
式中：Vi是第i-1点至第i点土层的剪切波速(m/s)；
Hi是第i点的深度(m)；
Hi-1是第i-1点的深度(m)；
S是激振板中心到孔中心的距离(m)；
ti为第i点的剪切波到时(s)；
ti-1为第i-1点的剪切波到时(s)。
三、检测依据
划分场地土类型及建筑场地类别依照中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）中的有关规定进行。
1、土的类型划分：按土层的剪切波速度分为
2、建筑场地类别划分标准
根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按下表划分为四类。
四、检测成果分析
时距图、深度波速图、测点原始数据表、场地各土层剪切波速度值、分层结果数据表及地脉动幅频曲线图见附图※、表※。
1、各测孔20米深度范围内等效剪切波速为：
K16#孔：Vse=264m/s；K37#孔：Vse=287m/s；
K69#孔：Vse=270m/s；K75#孔：Vse=222m/s；
K82#孔：Vse=192m/s；K96#孔：Vse=257m/s。
2、该场地地脉动测试结果见下表：
本场地卓越周期平均值为0.28s。
五、、结论与建议
场地土类型：
据测试结果，本场地等效剪切波速在192～287m/s之间，平均值为249m/s，为中软场地土；
建筑场地类别：
由于场地覆盖层厚度在3～50m之间，依据中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中规定，该建筑场地类别属于Ⅱ类。
以上结果供工程抗震设计时参考。
第二篇：场地剪切波速测试及其应用
岩土工程?勘测
场地剪切波速测试及其应用
场地剪切波速测试及其应用
张?磊,徐放明,吴社庆
(北京国电华北电力工程有限公司,北京?100011)
摘?要:介绍了悬挂示波速测井法的原理,场地剪切波速的测试、实测波形的分析、波速的计算方法以及波速测试在地层划分和场地类别判别中的应用。对波速测试中存在的一些问题提出了看法。关键词:剪切波;波速测试;场地类别?
中图分类号:P631???文献标志码:B???文章编号:1671?9913(2006)06?0009?03
ShearWaveVelocityTestingofBuildingSiteandItsApplication
ZHANGLe,iXUFang?ming,WUShe?qing
(BeijingStatePowerNorthChinaPowerEngineerLimitedCompany,Beijing?100011,China)Abstract:Theoperatingprincipleofsuspendedloggingoscillographisintroducedinthispaper?Theanalysisofmeasuredwaveformisstated?Shearwavevelocitytesting,calculationmethodandtestingapplicationinstratigraphicdivisionandsiteclassdiscriminationareshowed?Someviewpointsabouttheproblemsexistinginwavevelocitytes?tingarebroughtforward?
Keywords:shearwave;wavevelocitytesting;siteclass?
??现代工程建设中为了了解场地地层结构和
划分场地类别,需进行地层剪切波速测试。目
前应用较多效果较好的是单孔法。单孔波速测
试的传统做法是在地面激振,在孔中接收,但
该方法测试深度受限,测试精度较低。本文介
绍的悬挂式波速测井法将振源和检波器同时放
入井孔中,摆脱了笨重的地面敲击震源,实现
了波速测井设备的轻便化,由相距1?0m的两个
检波器接收S波的传播信号,为一发两收装置,
利用传感器接收到震源传来的S波信号到达时
间(初至)差,来确定钻孔所在处地层波速的
一种方法。高分辨率、数字化的测井仪器,具有分时采样,迭加、滤波、信号增强、抑制噪声以及现场实时计算,显示实测波形和测试结果等功能。
该仪器电路原理框图如图1所示。图1?电路原理框图基本组成有以下6个部分(其中微机为配
套设备):滤波放大部分;多路电子转换开关;
A/D转换器;逻辑控制器;微机控制系统及其
屏幕显示部分;仪器的工作过程如下:由电源1?悬挂式波速测井法原理XG !型悬挂式波速测井仪是一套三通道
*收稿日期:2006?08?24
?作者简介:张磊(1979?),男,硕士,主要从事电力工程勘察与设计。
场地剪切波速测试及其应用
供给脉冲电流,使电磁震源激发产生沿井壁地层传播的P、S波,检波器接收波的振动信号并转换成电信号,然后传输到仪器的前置放大和滤波部分,先进行可变增益的放大以达到足够的信噪比,再进行各种滤波(高低通、谐波抑制等),并由多路电子转换开关将两道并行的已放大的模拟信号进行采样保持,变为一路串行的离散脉冲信号,此脉冲信号被放大到模/数转换器要求的幅度范围内,经高速逐次逼近式A/D转换器进行量化(数字化),转换为相应的数字信号,这些信号由微机统一控制,经逻辑控制电路实现各种功能的选择与控制,将数字化后的数据按规定格式存入微机硬盘内,同时原始波形曲线以及分析和处理后的结果在微机显示屏上进行显示,结果还可由打印机打印出来。
XG !型悬挂式波速测井仪主要由主机、井中悬挂式探头及连接电缆等组成。井中悬挂式探头(图2)
。
下地质问题:2?1?地层的划分
岩土工程?
勘测
一般情况下,不同的地层具有可分辨的波速差异,利用波速的变化,可以得到各地层的厚度及弹性波的传播速度,传播速度的大小直接反映了地层的?软#?硬#程度。因此可以对地层进行划分,并确定地基的持力层。2?2研究土的工程性质
除直接用VS描述土的工程性质外,还可利用VS与某些物理力学参数的关系计算工程上常用的工程性质指标。2?3?划分岩石风化层
当岩石风化后,因其组织结构被破坏,矿物成分发生变化,裂隙发育,岩体破碎,造成其波速降低。根据其波速的不同,即可划分岩石的风化程度。
3?测试方法
通过仪器的菜单输入各参数;把探头放置在测定深度上,按激发后,则在1区、2区显示接收1道、2道的原始波形;3区显示两道的互相关函数曲线;4区显示各深度段的波速;5区显示深度 速度曲线。
自动计算的波速值由于种种原因,个别点可能与实际地层有些不符,这时需要人工干预。观察1道、2道的波形曲线及3区的相关曲线和4区、5区显示的波速是否正常。如果波速值超出正常波速变化范围,说明1道、2道信号不正常或3区相关曲线极大值计算错误,分析原因采取有效措施,确保原始记录准确可靠后,可将鼠标移动到该测点的两道波形的初至(或同相位的波峰、波谷),读取两道波传播的时间差,仪器即可自动计算出波速。
图2?信号传播示意图
主要由全密封(防水)电磁式激振源、两个独立的全密封检波器及高强度连接软管等组成。当震源向井壁作用一冲击力后,沿井壁地层就有P波和S波传播,在井孔震源下方悬挂有两个检波器,S波传播到检波器位置时,通过井液耦合检波器就可以把S波的初至时间和振动波形转换成电信号,由记录仪器记录下来。由两道S波的初至或同相位的时间差可计算出两道间地层的波速平均值。
4?某厂址剪切波速测试成果
钻孔N22揭露地层与波速测试情况如下:粉砂(层号?):埋深0~6?0m,中密,稍湿,该层实测标准贯入试验锤击数N=19~29击,平均24击;平均剪切波速VS为276m/s;
细砂(层号%):埋深6?0~18?4m,密实,稍湿,该层实测标准贯入试验锤击数N=52~
2?波速测井仪的应用
波速测井仪用于工程地质勘察主要解决以10
岩土工程?勘测
93击,平均70击;平均剪切波速VS为297m/s;细砂(层号&):埋深18?4~31?5m,密实,湿,该层实测标准贯入试验锤击数N=102~150击,平均135击;平均剪切波速VS为341m/s;
细砂(层号?):埋深31?5~60?0m,密实,湿,局部有中粗砂夹层,该层平均剪切波速VS为421m/s。
波速测试孔深57m,岩性 波速柱状图见
图3。
场地剪切波速测试及其应用
贯和地层有很好的一致性。拟建场地20m深度范围内,等效剪切波速,N22=287m/s,测试孔深57m;N23=261m/s,测试孔深55m;平均值为274m/s。根据(建筑抗震设计规范)(GB50011 2001),属中硬土,建筑场地为?类。
波速测试孔深55m,岩性 波速柱状图见
图4;
图4?N23岩性 波速柱状图
图3?N22岩性 波速柱状图
5?结?论
剪切波在土层中的传播速度是反映土的动力特性的重要参数,根据剪切波速度可进行地层划分和场地类别判别等。
悬挂式波速测井法可以准确的进行地层划分和场地类别判别,但在剪切波速测试中,由于钻孔塌孔和判读的误差等各种原因,使得波速测试存在不确定性。这样就要求测试人员具有丰富的工程经验和理论知识,以提高剪切波速的测试精度,使悬挂式波速测井法更好地应用于工程实际中。
钻孔N23揭露地层与波速测试情况如下:粉砂(层号?):埋深0~5?5m,中密,稍湿,该层实测标准贯入试验锤击数N=19~23击,平均21击;平均剪切波速VS为196m/s;
细砂(层号%):埋深6?0~18?0m,密实,稍湿,该层实测标准贯入试验锤击数N=40~93击,平均65击;平均剪切波速VS为291m/s;
细砂(层号&):埋深18?0~32?3m,密实,湿,该层实测标准贯入试验锤击数N=115~150击,平均132击;平均剪切波速VS为372m/s;
细砂(层号?):埋深31?5~60?0m,密实,湿,局部有中粗砂夹层,该层平均剪切波速VS为421m/s。
从图中可以看出,从上至下剪切波速逐渐增加,说明越往下砂层越密实,测得波速与标
参考文献:
[1]GB50007 2002,建筑地基基础设计规范[S].[2]GB50011 2001,建筑抗震设计规范[S].
[3]龚湘湖?剪切波速测试及其在地震安全性评价工作
中的应用[J].岩土工程界,
2000,3(10).