試論波速測試在巖土工程勘察中的應用

姚立強

摘要：城市規劃布局的不斷優化調整，基礎建設產業的規模化、集成化發展，推進了巖土勘測技術的不斷革新發展。波速檢測作為現階段巖土勘察領域常見的技術類型，能夠準確、高效的對巖土環境的力學性質、地質結構等進行分析，得出精確的勘測結果。在此基礎上，本文從波速檢測的主要技術應用原理與類型出發，對波速巖土勘察技術的實踐應用形式進行系統的探析，旨在為波速檢測技術的深入研究與推廣提供幾點實踐參考。

關鍵詞：應用原理;技術類型;檢測要點

當前階段，利用波速技術對巖土工程地質環境進行勘測屬于原位檢測工程技術，由于彈性波在不同巖土環境中的傳播速度存在差異性，可以利用測量數據對力學參數進行檢測，對巖土力學性質、結構等進行分析，從而得出相對精確的檢測結果。巖土工程在實際設計、建設階段，通過波速勘測技術，可以有效對工程環境進行分析，對地質環境各項性質的分辨率更高、測量誤差小，現階段，在石油與礦物勘測、水利水電項目、鐵路建設工程與相關工業建設領域等應用范圍較廣。

1.波速檢測在巖土勘察工作中的應用原理與技術類型

波速檢測在進行地下環境勘測時，由于測量范圍廣、檢測數據精準等應用優勢，是工程勘測領域的常見技術選擇?，F階段，波速勘測的具體應用方法包括單孔檢層法與跨孔檢層法。

1.1波速檢測的具體應用原理

巖土工程波速檢測主要是利用脈沖源激震過程中產生的瑞雷面波，對一定范圍的地質環境進行勘測。瑞雷面波疊加了非均勻平面波，在巖土層中的傳播速度、特征等具有差異。其中，P波屬于壓縮波，傳播速度相對較快;S波屬于剪切波，相較于P波較慢。根據波速的差異性，可以在工程勘測現場裝設三分量檢波器裝置，根據信號波傳輸時間、波形、傳播距離、直達波到達時間等，依據不同波形地址傳播的速度參數，對巖土環境物理性質、力學性能等進行測量、分析。

1.2目前巖土工程波速檢測的主要技術類型技術

當前階段，波速測試的主要技術應用類型可以分為四種，包括地表激發孔中信號接收法、孔中激發信號孔中接收法、孔中激發信號地表接收法、孔底接收法等。其中，第一種方法較為常用，首先，需要將檢波裝置裝設到與地表垂直的鉆孔中，然后，從地面激發彈性波，傳播到鉆孔中，由檢波設備接收，根據實際測量數據，分析地質條件。地面震波的具體激發范式不同，形成的彈性波波形也存在差異，可以分為垂直波與剪切波兩種。

需要注意的是，檢波器在實際選擇與安裝過程中，應結合工程實際施工要求、環境條件等，確定孔的位置與深度。由于檢波器設備在最初檢測階段接收的是彈性波，在接收信號后，需要將其傳輸到地震儀設備中，然后對接收的檢測信號進行存儲，并在此基礎上，對測量數據進行分析、處理。因此，在具體的現場檢測中，需要對地質進行科學分層，合理布置測量點，嚴格按照由下往上的測試原則。技術人員應順應激振板縱軸延伸的方向進行敲擊，從而獲得3組S波信號。如果在進行P波檢測時，激振的整體能量低于技術標準，技術人員應通過落錘、爆炸等處理對策，增強P波。反復測試后，最終確定測量值，保證勘測數據的準確性與全面性。

2.波速檢測技術在巖土勘察中的具體應用

2.1檢測目標與方案設計

由于工程實地勘察主要是對地質條件進行檢測與分析的，因此，具體的波速測量目標包括：地基整體結構的穩定性、承載力、巖土性質與界限、物理學相關數據測定及地震效應、邊坡情況等?；诠こ虒嶋H地質環境，確定巖土勘測項目的波速檢測應用技術，并結合設計方案，合理安排檢測步驟，本文主要對單孔檢測技術進行分析。

2.2實際測試流程

在實際巖土勘測的過程中，應結合測試要求、工程環境等，確定具體的鉆孔位置，在完成鉆孔工作工，將三分量傳感裝置裝設到鉆孔中，然后采用氣囊、機械構件等部件固定設備，在距離鉆孔1-3m左右的位置安裝木板，壓上重物，作為振源。在開展實踐測試工作時，技術人員應以適當的力度，敲擊木板兩端，使涂層中激發出壓縮波和剪切波，之后根據三分量傳感器中記錄下來的質點運動時程曲線來確定激發點與反相點。技術人員應及時對三分量傳感器的裝設位置進行調整，獲取傳感器不同深度的測量數值，對傳播時間、波速、信號強度等進行檢測，最終得出準確的測量數據。

2.3測試技術的應用要點

波速測試在巖土勘測工程中能夠有效降低測試數據誤差，但在實際工程測試階段，受現場環境、技術應用、設備裝置等方面的影響，有時會發生波形檢測異常的狀況，影響測量的準確性。為有效控制測量工程影響要素，應加強技術應用要點的管控，一是激發裝置作為振源，其只有在與地面耦合良好的情況下，才能夠保證測試的正常進行，否則一旦出現耦合不好的情況，將會導致激發能量受損，振動波傳播力量不足;二是要注意檢波裝置與孔壁的固定情況，保證耦合緊密，確保信號接收的準確性與實時性。在檢查檢波裝置裝設情況時，應在測試過程中必須要注意接收器與孔壁的耦合情況，如出現信號接收異常，應對檢波器安裝位置進行檢查，及時排查孔壁垮塌、耦合狀態不佳、檢波設備安裝不合理、設備運行故障等問題，進行位置更換或重新裝設等處理;第三，如果工程勘察需要測量的深度超過標準范圍，波動信號在傳遞過程中將會被削弱，影響檢波設備的接收情況。這時，應采用信號疊加、加強等方式，增強信號傳播信噪比，保證測量信號的反饋效率。

結語：波速檢測作為工程勘察領域中常見的巖土環境勘測技術，具有勘測效率高、范圍廣、測量數據精準度高等方面的優勢。在實際的技術應用過程中，技術人員應結合波速測試的具體勘測原理、工程實況與技術要求等條件，合理規劃巖土勘察方案，確保設備與作業面維持良好的耦合狀態，明確信號接收的范圍，為巖土工程施工提供準確、可靠的測量數據參考。

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