[发明专利]利用瑞雷面波波速确定地层力学参数的方法

摘要

本发明公开了一种利用瑞雷面波波速确定地层力学参数的方法。该方法充分利用了瑞雷面波勘测带来的信息，根据瑞雷面波波速大小，对地层的岩土工程力学参数进行反演，结合钻探资料、剪切波速及室内土工试验进行对比验证，最终达到采用瑞雷波波速确定地层的各种力学参数，为没有钻探、坑探资料的岩土工程勘测提供地层力学指标参考值和地层划分。本发明高效、经济、实用，减少了大量的钻探、坑探工作，尤其适用于钻机难以到达的地形地质条件，结果合理有效，大大提升了工作效率，降低了成本，为地层的岩土工程力学性质参数的确定提供了一个有效的解决方法。

主权项

1.一种利用瑞雷面波波速确定地层力学参数的方法，包括以下步骤：a、设置检波器：首先，在地面上沿瑞雷面波的传播方向，以一定的道间距Δx设置M个检波器；b、测量瑞雷面波波速V_R：震源激发后，在相邻检波器之间接收到的瑞雷波的时间差为Δt或瑞雷波的相位差则测量范围MΔx内瑞雷面波波速为：或其中i是自然数,在同一测点测量出一系列频率f_i的V_Ri值，得到一条V_R‑f曲线，即频散曲线，频散曲线也可转换为V_R‑λ_R曲线，λ_R为瑞雷面波波长，λ_R＝V_R/f；c、求取瑞雷面波波速VR与剪切波波速VS相关性：通过频散曲线进行反演解释，可得到地下不同深度的瑞雷面波波速VR值；并得出VR与VS的相关式：VR＝VSg(0.87+1.12μ)/(1+μ)，其中μ为泊松比；d、根据VR与VS相关式求取地基力学参数，并适当进行钻探、剪切波法测试、土工试验，对瑞雷波勘探结果进行验证；地基的各种力学参数如下：动剪切模量Gd＝ρVS2(KPa)，其中ρ是密度，泊松比μ＝(VP2‑2VS2)/2(VP2‑VS2)，其中VP是纵波波速，静止土压力系数K0＝(lgVS‑1.875)/0.398，先期固结压力PC＝100(lgVS‑1.998)/0.51，单位KPa，无侧限抗压强度Q＝100(lgVS‑2.127)/0.443，单位KPa，内摩擦角单位°，内摩擦力C＝Q/2，单位KPa，确定地基承载力f_k＝12·N，N是土层的标准贯入击数，N与地基土剪切波速V_S之间存在着相关关系：A和B为经验系数，不同的地区和地质情况，取值不同；步骤d中适当进行钻探、剪切波法测试、土工试验，对瑞雷波勘探结果进行验证的过程如下：1)在工区选择3个以上钻孔，进行标准贯入实验获得不同深度标准贯入击数，然后在对应钻孔位置分别进行瑞雷波法勘探，获取该勘探点不同深度瑞雷波速，依据公式计算不同深度标准贯入击数，验证是否吻合；2)随后，将该钻孔的土样运回土工实验室，进行土工实验，测试土样内摩擦角内摩擦力C，承载力f_k物理力学指标，再依据公式计算对应力学指标，验证是否吻合。