波速检测技术在岩土工程勘察的实践

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摘要：工程项目在建设过程中，岩石工程勘察属于基础性内容，能够使工程建设获得基础依据，也是保证施工工序顺利进行的条件，有利于将工程施工时的问题减少，保证工程质量。勘察工作为系统性作业，复杂性较强，在选择有效、合理技术情况下，才能使工程在勘察时的准确性得到充分保证，将波速检测技术运用于勘察中的效果十分明显。

关键词：波速检测；岩土工程；系统性

1引言

岩土工程在施工过程中，运用勘察方式能够详细了解地质条件，使工程在建设过程中获得施工依据，进而提升工程质量。由于地质条件具有复杂性，岩土工程在进行工程勘察时往往难度比较大，比较容易发生疏漏，并且勘察信息以及勘察数据准确性比较差，通过波速检测运用，能够使信息数据整体准确性得到极大程度保证[1]。

2波速检测技术概述

波速检测这一技术运用比较广泛，运用过程中，主要方法为单孔检验层以及跨孔这两种。就单孔层检测来讲，在勘察过程中，准确性比较高，在实际操作时流程比较简单，检测时比较常用。同时运用此种方法时，需利用钻具顺着一个方向钻孔，进而实现有效检测，测量过程中，需通过地表激发孔进行激发，然后将地面中的弹性波激发出来，运用孔内检波器仅进行接收，进而获得土层信息。跨孔法运用时步骤较为烦琐，实施时较为困难，常常不被使用[2]。跨孔法需在现场中取两个钻孔，钻孔为平行状态，振动源需设置于孔的不同深度中，检测器需放置在另一个钻孔相对应的深度位置，测量波速为两孔之间地层实际传播时的速度，这种方法在均匀土层中比较适用，常常用在场地为多层的地层中[3]。震动源孔和检测孔之间为平行状态，在测试孔实际深度高于15m情况下，需对各测试孔的倾斜方位以及倾斜角进行测量，保证测量时的精度，对于深度不同孔距需展开精确计算。就侧孔平面布置来讲，可以设置成两个孔，可以设置为多边形，通过一个孔进行激发，多个孔进行接收，为了将震动源装置以及波传播路径产生的影响消除，每组使用钻孔可以为3个，钻孔需布设于一条直线上，并且钻孔间距需结合震源容量、试验精度、土层均匀程度等确定。在土层厚，同时比较均匀，并且震动源能量比较大时，可以将间距适当增加[4]。钻孔测量点进行布置时，需详细考虑地层实际情况，结合地层分布展开等距排列。就测点垂直间距来讲，可以设置为1m~2m，为了将折射波产生的干扰减少，可以在硬土层和软土层交界位置硬地层进行测点设置，同时将地表附近测点设置于孔板下方空距约为0.4的位置。除了上述两种方法之外，也包括面波法，在测试表面波法测试时，可以使用瞬态法以及稳态法，对于稳态法来讲，可以通过常规方法。

3波速检测技术原理

运用波速检测之前，需对其技术原理有充分认识与了解，在此基础上，才能使检测技术运用岩土工程勘察当中的效果得到充分保证，体现出数据准确性，其在运用时，需将波速作为主要依据，针对岩土工程呈现出的物理性展开分析，进而获得与岩土工程相关的勘察数据，勘察过程中，主要是通过技术反映地震相关参数，其中主要为动剪切刚度、阻尼比等，利用参数对岩石工程安全性进行判断，查看工程是否和标准相符[5]。土体在受到冲击时，就会发生一定程度改变，在外力冲击消失情况下，则外力冲击难以和应变之间保持平衡，出现弹力波，进而向四周扩散。弹力波在成分上往往比较复杂，波面以及波体为主要类型。

4检测方法

针对施工现场进行测试时，需将准备工作充分做好，重视场地整合，并准备激振板，就激振板来讲，需放置于和井口位置距离1.5m位置，避免模板垂线与井口中心之间重合，为保证木板与地面之间保持紧贴，可以在木板上放置重物，在此情况下，能够使测量之后获得的结果比较准确。将准备工作完成之后，可以敲击木板两侧，使S波得到极大，在多次敲击情况下，能够获得较为清晰的S波，确定S波之后，可以在垂直方向进行铁板的敲击，进而得到P波[6]。然后使检测器置于孔中，做好对放置位置的控制，最好不太浅，也不是很深，在弹性波信号向地震仪传至情况下，地震仪能够有效存储与记录信息，并针对信号进行有效分析与处理，测量时，需加强对这些问题的关注。首先，需保证测量点在布置时的合理性，详细了解地质情况下，加强对测量点之间距离的控制，距离最好不要过于紧密，但是也不能过于松散，一般情况下，测量点距离应为1m-3m,测量过程中，需按照由下到上方式进行。其次，顺纵轴对木板进行敲打，针对S波进行有效测试，运用敲击方式能够产生极性存在差异性的S波[7]。再次，运用机打方式对P波进行检测，在敲击振幅难以促进能量产生情况下，可以运用爆炸方式。最后，做好对测试控制，测试仅能运用一次，为了使测量结果精准性得到保证，部分测点需展开重复测量。

5岩土工程勘察内涵与重要性

城市不断发展过程中，岩土工程实际建设数量逐渐增加，规模上也有所扩大，建设时复杂性明显，为了使工程在建设时的整体质量得到保证，应注重勘察工作加强。对于岩土工程勘察来讲，主要是针对施工区域中的水文、地质等进行勘察，进而获得地质参数以及水文参数，然后结合工程建设实际需要，制定科学、完善施工方案，进而使岩土工程在建设时的质量得到充分保证。不同区域中，一般地质结构会有较大程度不同，在利用勘察技术时，不能运用一概而论方式，需保证针对性、合理性，进而使获得的勘察数据与勘察信息整体准确性得到保证，为施工顺利、有序展开创造良好条件[8]。岩石工程进行设计时，为了使各项地质参数准确性以及可靠性得到保证，需对岩石工程相关勘察工作重要性形成清晰且明确的认识。实际勘察时，测点布置的不合理或者是未能对其进行全面分析，都可能会出现较多实际性问题。受勘察过程与勘察结果影响，设计的基础方案过于保守，或者是方案安全性有所缺失情况下，都会使工程成本有所增加。在针对岩石工程进行勘察时，需结合场地结构、场地条件等选择科学勘察手段。就岩土工程总预算来讲，勘察费用所占比例比较少，怎样及时获得与工程相适应的数据与资料是应重点思考的问题，如果技术手段使用缺乏合理性，将会影响最终调查结果准确性。因此岩土工程进行建设过程中，不能对勘察实施重要性有所忽视，避免对施工方案与施工质量产生不良影响，保证施工安全性以及工程使用质量。

6波速检测技术在岩土工程勘察中的实际运用

6.1判断地层类型、场地类型、卓越周期

在针对施工现场具体类型进行判断时，需将抗震设计相关规范作为依据，具体实施时，可以从这几方面进行：首先，展开钻孔施工工作，进而展开波速检测，在测量时，如果波速分别为205/S和206/S，并且覆盖层实际厚度为28m、29m时，结合上述数据能够得出，施工现场场地类别属于2，地类层属于中软土。进而作业周期判断时，运用相关的方法对场地周期进行计算。在测量两孔时，可以运用地脉动方法进行测量，测量之后获得的卓越周期以及通过公式计算得出的卓越周期重合度比较高，由此可见，通过单孔检层法判断场地类型和地形类层准确度数方面比较高。

6.2估算岩土具体承载力

估算岩土实际承载力时，可以运用剪切速波方法。结合实践经验得出，剪切速波值与岩土实际承载力之间存在一定比例关系，一般情况下，淤泥岩土层实际剪切波速为65m/s~85m/s时，存在值为7.1t/m2~9.5t/m2，软塑粉质黏土、粉土、松散砂石共同构成岩石中形成的剪切波速值得为141m/s~148m/s，承载力为9.1t/m2~12.3t/m2。对于硬塑粉质黏土、密实的中粗砂来讲，共同构成岩石在剪切波速值上为260m/s~280m/s，存在值为19t/m2~21t/m2[9]。在此情况下，可以进行粗略估计，对于岩土来讲，在存在大粒径砂砾和质地比较坚硬砂砾情况下，承载能力会比较大，进而剪切波速值也会比较大，如果存在小粒径砂砾，或者是砂砾比较年软，将会使其呈现出较小承载力，进而剪切波速值会比较小。岩层实际承载能力与岩土在施工过程中的安全性联系较为紧密，在正式施工之前，需对承载能力进行充分了解与详细计算，进而使施工环境与施工人员安全性得到充分保证。

6.3对砂性土地震液化态势进行判别

针对砂性土展开地震液化态势判断时，需结合地震实际烈度，利用施工区域当中深度为15m这一区域范围中岩石展开地震液化态方面的判断。实际判断过程中，需将国家相关规范与相关标准作为参考，运用相关公式针对剪切波速值展开计算，通过公式计算时，如果得出的数值与实际测量值之间相比比较小，则可以判断砂性土层不存在液化情况。一般情况下，施工范围中，孔深5m到9m范围中岩性土层在砂质上为粉砂，就剪切波速来讲，临界值为116m/s到142m/s，剪切波在测量时的实际数值为171m/s到177m/s，处于此范围中时，砂性土往往会出现部分液化情况，其余孔深砂土不存在液化情况。

6.4获取工程动力参数

进行岩土工程勘察时，往往会涉及比较多的内容，工程动力参数便是十分重要组成，因此此方面是一项勘察时不能忽视的内容。这方面勘察工作有效实施，能够使岩土工程建设获得有效支持。将波速检测技术运用于工程动力参数中时，可以从这几方面进行：首先勘察工程动力参数时，主要是将S波弹性波速以及P波具体弹性波速作为依据，在此情况下，能够使参数在勘察时的准确性得到准确保证，实际计算过程中，需根据相关公式。将技术运用于工程动力参数中时，应注重抗震性的体现，针对地层弹性参数展开检验，具体实施时运用单孔检验形式，进而获得相应数据，展开剪切波速相关分析，在数据得以确定情况下，运用计算公式将岩土层弹性具体参数计算出来，进而获得工程动力参数，进而促进岩土工程顺利展开。

7结束语

总之，当前岩土建设在规模上有所增加，工程质量受到了广泛关注，为了使工程能够顺利进行，正式施工之前，需开展对应勘察工作。由于不同区域岩石种类会有所不同，因此在勘察时需保证针对性，根据实际情况下运用科学勘察技术，进而使结果准确性得到充分保证。通过波速检测技术的运用，能够以精准、科学方式对施工现场展开评价，可行性较高，并且这项技术在使用时能够使岩石在施工时的安全性得到充分保证，具有重要现实意义。

参考文献：

[1]余洋.波速检测技术在岩土工程勘察中的实际运用分析[J].建筑工程技术与设计,2020(36):765.

[2]高军,林晓,陈拥军,等.波速检测技术在岩土工程勘察中的智能分析[J].建筑工程技术与设计,2020(2):3901.

[3]周青.波速测试技术在岩土工程勘察中的应用[J].中国金属通报,2020(20):177~178.

[4]王健雄.工程物探技术在岩土工程中的应用研究[J].百科论坛电子杂志,2020(12):1209.

[5]胡绕.基于超声横波的混凝土结构无损检测数据成像技术[J].无损检测,2020(6):17~21.

[6]吴经纬.浅谈波速检测技术在岩土工程勘察中的应用[J].中国高新区,2019(6):184.

[7]焦连强,胡爱彬.波速检测技术在岩土工程勘察中的应用方式[J].中国水运（下半月）,2019(2):226~227.

[8]陈孟.波速检测技术在岩土工程勘察中的应用探讨[J].建筑工程技术与设计,2019(32):58.

[9]李敏.岩土工程勘查与地基设计若干问题探讨[J].百科论坛电子杂志,2019(15):76~77.

作者：石泉 单位：广西壮族自治区建筑工程质量检测中心有限公司