場(chǎng)地地層剪切波速快速?gòu)?fù)測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種場(chǎng)地地層剪切波速快速?gòu)?fù)測(cè)裝置。本實(shí)用新型的目的是提供一種場(chǎng)地地層剪切波速快速?gòu)?fù)測(cè)裝置，以減少測(cè)試時(shí)間和測(cè)試中存在的不確定性，提高測(cè)試精度。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：場(chǎng)地地層剪切波速快速?gòu)?fù)測(cè)裝置，其特征在于：它包括并排連接成整體的第一振源發(fā)生器和第一檢波器，分別與第一振源發(fā)生器和第一檢波器對(duì)應(yīng)、且并排連成整體的第二檢波器和第二振源發(fā)生器，以及通過(guò)信號(hào)線分別與第一振源發(fā)生器、第一檢波器、第二檢波器和第二振源發(fā)生器相連的計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型適用于土木工程建設(shè)場(chǎng)地的原位勘測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是剪切波速原位測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專(zhuān)利說(shuō)明】場(chǎng)地地層剪切波速快速?gòu)?fù)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種建設(shè)工程場(chǎng)地地層剪切波速快速?gòu)?fù)測(cè)裝置主要適用于±木 工程建設(shè)場(chǎng)地的原位勘測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是剪切波速原位測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 建設(shè)工程場(chǎng)地地層的剪切波速測(cè)試在工程中應(yīng)用廣泛，剪切波速值是±工減災(zāi)防 災(zāi)工程中的一個(gè)重要參數(shù)，如巖±體物理力學(xué)參數(shù)計(jì)算、地層±體軟硬類(lèi)別劃分、覆蓋層厚 度判定、場(chǎng)地地震類(lèi)別劃分、場(chǎng)地地基卓越周期計(jì)算及場(chǎng)地±地震液化判定等都需用到。
[0003] 目前剪切波速測(cè)試常采用常規(guī)的單孔法、跨孔法，一般在場(chǎng)地地層均勻，且鉆孔質(zhì) 量及穩(wěn)定性較好時(shí)較為適用。
[0004] 但是，如果場(chǎng)地地層分布不均，部分地層有夾層、互層現(xiàn)象，對(duì)于此類(lèi)地層要快速 判別場(chǎng)地地層，常規(guī)方法就會(huì)凸顯不足，其單次測(cè)試值往往離散性較大，如要提高測(cè)試精 度，就應(yīng)進(jìn)行同一鉆孔的重復(fù)測(cè)試或不同鉆孔中的大量測(cè)試，求得測(cè)試統(tǒng)計(jì)值；同時(shí)，場(chǎng)地 剪切波速測(cè)試時(shí)應(yīng)遵循具體的操作規(guī)程，如場(chǎng)地剪切波速測(cè)試一般自孔底至孔口，由下而 上進(jìn)行，在每一個(gè)試驗(yàn)深度處，應(yīng)重復(fù)測(cè)試幾次，取測(cè)試平均值；另外，當(dāng)采用一次成孔測(cè)試 時(shí)，測(cè)試工作結(jié)束后，應(yīng)選擇部分測(cè)試點(diǎn)作重復(fù)測(cè)試，其數(shù)量不應(yīng)少于測(cè)試點(diǎn)總數(shù)的10 %， 也可采用振源孔和接收孔互換方式進(jìn)行檢測(cè)；在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)及時(shí)對(duì)記錄波形進(jìn)行鑒別判斷，確 定是否可用，如不合格，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)立即重做；另外，如發(fā)現(xiàn)接收儀記錄波形不完整或無(wú)法判 讀，則須重做直至正常。
[0005] 故遇到上述情況時(shí)，常規(guī)單次測(cè)試方法勢(shì)必導(dǎo)致工作量重復(fù)，同時(shí)還面臨著鉆孔 孔壁長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性問(wèn)題，如重復(fù)測(cè)試或檢驗(yàn)過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，遇到鉆孔塌孔縮孔現(xiàn)象，還需另 行鉆孔進(jìn)行測(cè)試，造成人力、時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本的浪費(fèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是；針對(duì)上述存在的問(wèn)題提供一種場(chǎng)地地層剪切波 速快速?gòu)?fù)測(cè)裝置，W減少測(cè)試時(shí)間和測(cè)試中存在的不確定性，提高測(cè)試精度。
[0007] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是；場(chǎng)地地層剪切波速快速?gòu)?fù)測(cè)裝置，其特征在于： 它包括并排連接成整體的第一振源發(fā)生器和第一檢波器，分別與第一振源發(fā)生器和第一檢 波器對(duì)應(yīng)、且并排連成整體的第二檢波器和第二振源發(fā)生器，W及通過(guò)信號(hào)線分別與第一 振源發(fā)生器、第一檢波器、第二檢波器和第二振源發(fā)生器相連的計(jì)算機(jī)。
[0008] 所述第一振源發(fā)生器中點(diǎn)到第一檢波器中點(diǎn)的距離與第二檢波器中點(diǎn)到第二振 源發(fā)生器中點(diǎn)的距離相等。
[0009] 本實(shí)用新型的有益效果是；1、本實(shí)用新型第一振源發(fā)生器和第一檢波器連成整 體，且第二檢波器和第二振源發(fā)生器也連成整體，攜帶方便，操作簡(jiǎn)單，測(cè)試快捷，可在鉆孔 孔壁穩(wěn)定短時(shí)間內(nèi)快速完成測(cè)試，對(duì)于需要重復(fù)測(cè)試的測(cè)孔或測(cè)點(diǎn)，測(cè)試效率極高。2、在同 一測(cè)點(diǎn)，可分別利用兩對(duì)振源發(fā)生器和檢波器完成兩次測(cè)試，減少人為操作誤差，人為判讀 誤差和測(cè)試中存在的不確定性，提高測(cè)試精度，對(duì)于夾層、互層的地層可通過(guò)調(diào)整測(cè)試間距 來(lái)提高測(cè)試精度，如通過(guò)調(diào)整孔內(nèi)振源器與檢波器兩次相鄰測(cè)試間距，分別進(jìn)行復(fù)測(cè)，W便 測(cè)試值更能反映場(chǎng)地±層整體規(guī)律。3、對(duì)于場(chǎng)地等級(jí)較低的工程，可只利用其中一對(duì)振源 發(fā)生器和檢波器進(jìn)行一次測(cè)試，該樣就晚化為常規(guī)測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法，適用率高，易于推 廣。4、設(shè)備還可推廣應(yīng)用至跨孔法測(cè)試中，運(yùn)用同樣原理，在一孔內(nèi)激發(fā)一孔內(nèi)接收，通過(guò) 設(shè)備開(kāi)關(guān)再互換激發(fā)裝置和接收裝置，即可完成測(cè)試，設(shè)計(jì)巧妙，一能多用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本實(shí)用新型單孔法測(cè)試示意圖。
[0011] 圖2是本實(shí)用新型跨孔法測(cè)試示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 如圖1所示，本實(shí)施例場(chǎng)地地層剪切波速快速?gòu)?fù)測(cè)裝置是基于常規(guī)剪切波速測(cè)試 裝置的改進(jìn)，它包括并排連接成整體的第一振源發(fā)生器1和第一檢波器2,分別與第一振源 發(fā)生器1和第一檢波器2對(duì)應(yīng)、且并排連成整體的第二檢波器3和第二振源發(fā)生器4, W及 通過(guò)信號(hào)線分別與第一振源發(fā)生器1、第一檢波器2、第二檢波器3和第二振源發(fā)生器4相 連的計(jì)算機(jī)；所述第一振源發(fā)生器1中點(diǎn)到第一檢波器2中點(diǎn)的距離與第二檢波器3中點(diǎn) 到第二振源發(fā)生器4中點(diǎn)的距離相等，均為A X ;計(jì)算機(jī)5可實(shí)現(xiàn)由電路電子轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)控制 不同設(shè)備（第一振源發(fā)生器、第一檢波器、第二檢波器和第二振源發(fā)生器）分別開(kāi)關(guān)，亦可 實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的傳輸和整理。
[0013] 下面結(jié)合圖1對(duì)采用單孔法進(jìn)行場(chǎng)地地層剪切波速測(cè)試的方法進(jìn)行具體說(shuō)明，本 實(shí)施例在預(yù)鉆測(cè)試鉆孔6中進(jìn)行場(chǎng)地地層的剪切波速測(cè)試，包括W下步驟：
[0014] S1、在建設(shè)場(chǎng)地的預(yù)鉆測(cè)試鉆孔6 -側(cè)的地面上放置并排連成整體的第一振源發(fā) 生器1和第一檢波器2,兩者中點(diǎn)的距離為Ax,第一振源發(fā)生器1中點(diǎn)到測(cè)試鉆孔6孔口 中也的距離為X ;同時(shí)在測(cè)試鉆孔6孔內(nèi)放置分別與第一振源發(fā)生器1和第一檢波器2對(duì) 應(yīng)、且并排連成整體的第二檢波器3和第二振源發(fā)生器4,兩者中點(diǎn)的距離同樣為A X，第二 振源發(fā)生器4中點(diǎn)深度為hi，由于Ax相對(duì)于hi較小，可W認(rèn)為測(cè)試深度為hi。利用信號(hào) 線將第一振源發(fā)生器1、第一檢波器2、第二檢波器3和第二振源發(fā)生器4均連接至位于測(cè) 試鉆孔6外部的計(jì)算機(jī)5。
[0015] S2、通過(guò)計(jì)算機(jī)5控制第一振源發(fā)生器1和第二檢波器3打開(kāi)，同時(shí)控制第一檢波 器2和第二振源發(fā)生器4關(guān)閉，通過(guò)第一振源發(fā)生器1激振，第二檢波器3接收，進(jìn)行一次 測(cè)試，記錄波形和波速;該次測(cè)試剪切波通過(guò)路徑長(zhǎng)度為左。二/(A,十Axf +.Y2。
[0016] S3、通過(guò)計(jì)算機(jī)5控制第一檢波器2和第二振源發(fā)生器4打開(kāi)，同時(shí)控制第一振 源發(fā)生器1和第二檢波器3關(guān)閉，通過(guò)第二振源發(fā)生器4激振，第一檢波器2接收，進(jìn)行 一次測(cè)試，記錄波形和波速，完成同一測(cè)試點(diǎn)的兩次測(cè)試；該次測(cè)試剪切波通過(guò)路徑長(zhǎng)度 五2;二-sjix + Ax) +1、O L, 、/(片-f-Ax) +X^ /一，. 、/(x-f-Ax)-+ 知
[0017] S4、分別利用公式Ki, = ^ =心-- -和=塵----^計(jì) Ku hi K2i hi 算出該測(cè)試點(diǎn)的兩次剪切波速測(cè)試值Vdi和Vs2i，式中，tii表示完成步驟S2所述測(cè)試所用 時(shí)間，t2i表示完成步驟S3所述測(cè)試所用時(shí)間。
[0018] S5、將步驟S4所得結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。根據(jù)同一測(cè)點(diǎn)的兩次或多次測(cè)試值，結(jié) 合地層分布實(shí)際情況，對(duì)記錄波形進(jìn)行鑒別判斷，確定是否需剔除異常值或進(jìn)行多次復(fù)測(cè) (重復(fù)步驟S2、S3和S4若干次），對(duì)合理測(cè)試值取其平均值作為統(tǒng)計(jì)值，得到該測(cè)試點(diǎn)的剪 切波速，W獲取整個(gè)地層的剪切波速分布曲線。
[0019] 如圖2所示，采用跨孔法進(jìn)行場(chǎng)地地層剪切波速測(cè)試的方法，類(lèi)似于剪切波速單 孔測(cè)試方法，差別在于跨孔法激振裝置和接受裝置均在孔內(nèi)，測(cè)試的是孔間地層的剪切波 速特性，跨孔法理論上兩次測(cè)試值應(yīng)該一致，如出現(xiàn)異常，說(shuō)明兩個(gè)孔間地層分布復(fù)雜，有 夾層或透鏡體等情況出現(xiàn)，此時(shí)應(yīng)縮短測(cè)試距離，進(jìn)行精確復(fù)測(cè)。按照上述測(cè)試原理和方法 可快速完成不同深度的多次測(cè)試，同時(shí)可依據(jù)測(cè)試情況和地層分布情況進(jìn)行場(chǎng)地剪切波速 統(tǒng)計(jì)分析，并依據(jù)剪切波速測(cè)試結(jié)果評(píng)估地層分布情況及推算地層物理力學(xué)參數(shù)，可為工 程勘察及設(shè)計(jì)人員提供有益的參考；包括W下步驟：
[0020] S11、將并排連成整體的第一振源發(fā)生器1和第一檢波器2, W及分別與第一振源 發(fā)生器1和第一檢波器2對(duì)應(yīng)、且并排連成整體的第二檢波器3和第二振源發(fā)生器4分別 放入兩個(gè)測(cè)試鉆孔6內(nèi)，并保證第一振源發(fā)生器1和第二振源發(fā)生器4位于同一標(biāo)高，第一 檢波器2和第二檢波器3位于同一標(biāo)高；所述第一振源發(fā)生器1中點(diǎn)到第一檢波器2中點(diǎn) 的距離與第二檢波器3中點(diǎn)到第二振源發(fā)生器4中點(diǎn)的距離相等，均為Ax ;兩個(gè)測(cè)試鉆孔 6孔口中也的距離為L(zhǎng)。
[0021] S12、利用計(jì)算機(jī)5打開(kāi)第一振源發(fā)生器1和第二檢波器3,同時(shí)關(guān)閉第一檢波器2 和第二振源發(fā)生器4,通過(guò)第一振源發(fā)生器1激振，第二檢波器3接收，進(jìn)行一次測(cè)試，記錄 波形和波速。
[0022] S13、利用計(jì)算機(jī)5打開(kāi)第一檢波器2和第二振源發(fā)生器4,同時(shí)關(guān)閉第一振源發(fā)生 器1和第二檢波器3,通過(guò)第二振源發(fā)生器4激振，第一檢波器2接收，進(jìn)行一次測(cè)試，記錄 波形和波速，完成同一測(cè)試點(diǎn)的兩次測(cè)試。
[002引 S14、利用公式Fd, = ^^2 + ^和^^2 + ￡一計(jì)算出該測(cè)試點(diǎn)的兩次剪切波 hi hi 速測(cè)試值Vdi和Vs2i，式中，Ax為第一振源發(fā)生器I中點(diǎn)到第一檢波器2中點(diǎn)的距離，W及 第二檢波器3中點(diǎn)到第二振源發(fā)生器4中點(diǎn)的距離，L為兩個(gè)測(cè)試鉆孔6孔口中也的距離， tii表示完成步驟S12所述測(cè)試所用時(shí)間，表示完成步驟S13所述測(cè)試所用時(shí)間。
[0024] S15、將步驟S14所得結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。結(jié)合地層分布實(shí)際情況，判定是否需剔 除異常值或進(jìn)行多次復(fù)測(cè)（重復(fù)步驟S12、S13和S14若干次），對(duì)合理測(cè)試值取其平均值 作為統(tǒng)計(jì)值，得到該測(cè)試點(diǎn)的剪切波速，W獲取整個(gè)地層的剪切波速分布曲線。
[0025] 本技術(shù)的跨孔法在一個(gè)測(cè)點(diǎn)深度上即可完成兩次測(cè)試，與單孔法的區(qū)別在于它的 激振和接受裝置均在孔內(nèi)，測(cè)試的是孔間地層的剪切波速特性?？缈追ɡ碚撋蟽纱螠y(cè)試值 應(yīng)該一致，如出現(xiàn)異常，說(shuō)明兩個(gè)孔間地層分布復(fù)雜，有夾層或透鏡體等情況出現(xiàn)，此時(shí)應(yīng) 縮短測(cè)試距離，進(jìn)行精確測(cè)定，不必測(cè)試完成后在鉆孔內(nèi)重做，甚至重新鉆孔重做，也顯示 了本技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。
【權(quán)利要求】
1. 一種場(chǎng)地地層剪切波速快速?gòu)?fù)測(cè)裝置，其特征在于：它包括并排連接成整體的第一 振源發(fā)生器（1)和第一檢波器（2)，分別與第一振源發(fā)生器（1)和第一檢波器（2)對(duì)應(yīng)、且 并排連成整體的第二檢波器（3)和第二振源發(fā)生器（4)，以及通過(guò)信號(hào)線分別與第一振源 發(fā)生器（1)、第一檢波器（2)、第二檢波器（3)和第二振源發(fā)生器（4)相連的計(jì)算機(jī)（5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)地地層剪切波速快速?gòu)?fù)測(cè)裝置，其特征在于：所述第一振 源發(fā)生器（1)中點(diǎn)到第一檢波器（2)中點(diǎn)的距離與第二檢波器（3)中點(diǎn)到第二振源發(fā)生器 (4)中點(diǎn)的距離相等。
【文檔編號(hào)】G01V1/20GK204129234SQ201420407328
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】狄圣杰, 單治鋼, 徐學(xué)勇, 杜文博, 熊瀟 申請(qǐng)人:中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司