摘要:本文在对多道瞬态面波技术的特点以及多道瞬态面波技术在工程堪察中应用的资料采集和处理方法进行分析基础上,结合实例,对现代公路工程堪察中对多道瞬态面波技术的应用进行研究,以供参考。
关键词:现代公路;工程堪察;多道瞬态面波技术;应用
多道瞬态面波技术作为一种新兴技术,在工程堪察中具有较较为广泛的应用,并且由于其速度快、分层精度高,在实践应用中十分受欢迎。多道瞬态面波技术主要是利用其技术的频散特性与传播速度,根据其在岩土地质中的物理力学性质变化,来实现堪察区域的有关工程地质特征判断。现阶段,多道瞬态面波技术不仅在第四纪地层结构划分以及有关覆盖层厚度探查、基岩风化层界限、地基沉陷变形测试、滑坡调查等工程实践中有一定的应用,而且还可以利用多道瞬态面波检测中的面波速度对横波速度进行计算确认,从而在不需要打孔的情况即能对钻孔横波随着深度变化的曲线规律进行获取,促进其在工程堪察中的应用范围进一步扩大。下文将对现代公路工程堪察中多道瞬态面波技术的具体应用进行研究,以供参考。
1多道瞬态面波技术及其特征分析
结合工程堪察实践中对多道瞬态面波技术的具体应用情况,主要是通过多道瞬态面面波数据采集和处理系统实现的,该技术系统在具有以下特征和优势:
1)多道瞬态面波技术进行工程堪察应用时,其震源属性为瞬态激振状态,与一般的稳定面波技术的震源属性存在较大的区别,它是通过落重或者是锤击、炸药等作为震源,从而在一定的频率范围内形成瑞雷波,以满足有关的工程堪察需求;
2)多道瞬态面波技术在工程堪察应用中,对面波记录的基本振型与高阶振型面波差异能够较好区分,从而为工程堪察中不同地质问题解决的不同振型面波合理选择和应用创造了较为有利的条件;
3)多道瞬态面波技术进行工程堪察应用中,其多道面波接收的优点主要表现为具体检测中震源所产生的直达波、反射波与折射波、面波、声波在多道接收记录上能够根据波形时序关系进行有效识别,从而为有效面波的准确利用创造了更加有利的条件;
4)多道瞬态面波数据采集与处理系统在具体检测与堪察应用中,是通过地震作用进行12或者是24道等间距的多道接收方式排列布置,并且在具体布置过程中是以震源和第一道检波器之间的距离作为偏移距,同时利用“最佳窗口”技术实现排列检测和分析的,它与传统的瞬态面波技术之间存在一定的差异;
5)多道瞬态面波技术进行工程堪察应用中,还能够针对同一点的原始记录采用不同类型波和不同处理方法进行自身校核实现,比如,可通过对浅层地震折射剖面的计算,对界面与速度进行确认等,从在和面波深度——速度的关系曲线对比中,实现综合利用与彼此相互校核分析。
2工程堪察应用中多道瞬态面波资料的收集和处理分析
多道瞬态面波技术在工程堪察中应用,其数据资料采集与处理,需要通过合理的工作面布置,并在多道瞬态面波的有效激发和接收情况下,实现有关数据资料的采集和处理,从而完成对工程堪察的目标和任务要求。
首先,在进行多道瞬态面波检测的工作面布置中,需要进行测试点位置确定,并将检波器在测试点位置的两侧进行等间距布置,具体布置中应对道间距和偏移距进行合理控制。根据有关工作面布局及工程实践经验,对地表下1m左右的地层结构探查中,对道间距设置控制在2m左右最为适宜;对地表下0.5m左右的地层结构探查和分析中,对道间距的具体参数设置则以1m左右较为合适;对地表下约0.2至0.3m之间的地层结构探查中,其道间距参数设置则以0.3m较为合适。此外,具体工程堪察中,对偏移距的设置和控制,一般需要根据试验分析情况进行确定。
其次,采用多道瞬态面波数据采集和处理系统进行工程堪察与检测分析中,如果想要获取相对理想的面波堪察与分析结果,就需要加强对瑞雷波激发和接收的有效控制。一般情况下,在进行较浅或者是超浅部位的探测分析时,即探测深度在0.2至0.5m之间时,则需要进行足够高的瑞雷波频率激发,同时选择40HZ或者是100HZ的检波器进行激发面波接收;但对探测深度在40至50m左右的情况,则需要进行较低频率信号的瑞雷波频率激发,并对激发面波信号采用4HZ或者是10HZ的检波器进行接收;对探测深度在0至20m范围的工程情况,具体检测与分析中可通过使用20磅大锤在垫板上进行敲击即可,并且进行敲击过程中应注意敲击人员与测线方向相背操纵,以获取较好的激发和接收效果;对探测深度在20至50m之间的情况,在具体检测与分析中通过落锤或者是小炸药量的炸药方法进行操纵,即能满足工程堪察的激发和接收需求。
最后,在对多道瞬态面波检测的数据采集和处理中,由于对原始数据采集的质量效果,直接影响着工程堪察的质量和效果。一般情况下,在进行工程堪察与分析的道间距、偏移距等参数选择和确定后,对超浅部的工程堪察和探测,其采用铝一般按0.25ms设置,并且对每道采样的点数设置为512点,记录长度控制为250ms;而在进行中部和深部的工程堪察中,其采样率设定为0.5至2.0ms即可,对每道采样的点数设置为1024点,采样分析的记录长度设定为2s;此外,上述采样分析中,对滤波采用全通挡进行控制,以避免采样分析中出现某段受抑制情况。如下图1所示,即为SWS多道瞬态面波数据采集系统的具体采集结构与流程示意图。
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图1SWS多道瞬态面波数据采集系统的采集示意图
3现代公路工程堪察中多道瞬态面波技术的应用实例分析
对多道瞬态面波技术在现代公路工程堪察中的应用分析,以某高速公路的路基堪察情况为例,在利用锤击震源通过多道瞬态面波技术进行相应的公路路基检测分析后,根据检测所获取的公路路基瞬态面波曲线变化结果,即进行该高速公路的路基状况评价。其中,根据具体检测所分析的瞬态面波曲线变化结果,对其在不同深度变化下的面波速度曲线变化和该公路路基的钻孔检测、竖井检测等地质分析结果相互对比后,显示两种检测分析方法的结果具有良好的对应性,由此可见多道瞬态面波技术进行公路路基检测应用效果较好,因此,在现代公路工程堪察中采用多道瞬态面波技术进行工程堪察应用,并通过钻孔检测等进行控制,能够获取较好的公路工程堪察和分析效果。
除上述公路工程检测情况,在对公路工程的地下采空区探测与分析中,还可利用炸药震源,并通过多道瞬态面波检测技术进行相应的检测和分析实施,从而根据其检测分析结果对公路工程地下采空区分布进行判断。比如,在对某高速公路地下采空区分布的多道瞬态面波检测中,其检测曲线变化结果中就显示第一和第二号面波点的频散曲线中存在有一层相对较厚的低速层,此外的其他面波点频散曲线中则无类似的相对较厚低速层存在,呈现出较好的层序变化,由此可见,该高速公路的多道瞬态面波检测曲线结果中,第二号面波点频散曲线中所存在的相对较后低速层为采空区开挖或者是废弃周围土层塌落、充填等所形成的,并能够对其影响区域进行确定,在公路工程设计中具有较好的参考和依据支持作用。
4结束语
总之,对现代公路工程堪察中的多道瞬态面波技术应用进行研究,不仅有利于促进现代公路工程堪察的技术水平提升,而且对促进多道瞬态面波技术在工程堪察实践中的进一步推广和应用有着十分积极的作用,值得予以研究和关注。
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