波速测试原理

钻孔波速测试介绍

一、进行波速测试时，钻孔中需要充水或泥浆，以保证耦合。

二、通常采用扣板法测试，即用24磅大锤先纵向、后横向分别敲击产生地震波。

测向敲击时，锤击点离井口2-3m，敲击垫板。

横向敲击时，需要准备长2m、宽30-40cm、厚15-20cm的木板，上面压重500kg以上进行采集，一定要保证木板被压紧，不能敲击时产生滑动。采集时要左右两侧分别敲击采集两个记录。木板材质硬的话可以直接敲板；若是板子不够硬，为了保证触发，需要在木板的敲击端紧密地绑一垫板，不能有空隙，最好做一个铁板用铆钉将其钉到板子上。整块木板也最好能用铁丝进行编绕，这样木板不容易敲裂。

三、对于超过50米以上的深孔可以采取只纵向敲击一次的方法进行测试。

四、正反向敲击时，纵波相位不变，但横波相位会改变，可以根据这个特点判断横波的初至。

五、实测时，系统连接以后，要先在地面上检查一下各部分是否完好，再下到井中。

六、参数设置：3道，100s，采样点数可取得大一点以保证记录长度。

北京市水电物探研究所

2009-8-31

ZK4钻孔波速测试结果表

工程名称：沧源佤王子商务酒店项目

深度

范围

(m) 岩土

名称 纵波波速

Vp(m/s) 横波波速

Vs(m/s) 动泊松比

μd 土的类型

纵波Vp、横波Vs直方图 钻孔波速测试

成果说明

0.0-0.80 回填土 521 164 0.47 中软土

VS VP

1、波速测试采用单孔叩板检层法，该孔测点数共为50个测试点。

根据《地基动力特征测试规范》（GB/T50269-97）取各土层测点的平均值波速值作为该土层的等效剪切波速值。

2、各地层土的类型根据钻孔的实测剪切波测试结果及钻孔资料，该场地的覆盖层厚度小于50.00米。所测钻孔的等效剪切波速为：

钻孔ZK4Vse=227.01m/s该孔的等效剪切波速为Vse=227.01m/s

3.根据中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010年版）中有关剪切波速划分土的类型和判别建筑场地类别的规定，各地层土的类型划分见表中所列，本场地以中软场地土为主，整个场地的建筑场地类别为Ⅱ类。 0.80-5.40 粉质粘土 612 212 0.43 中软土

5.40-7.50 砾 砂 654 242 0.41 中软土

7.50-15.00 粉质粘土 632 231 0.43 中软土

15.00-20.00 粉质粘土 645 245 0.41 中软土

ZK6钻孔波速测试结果表

工程名称：沧源佤王子商务酒店项目

深度

范围

(m) 岩土

名称 纵波波速

Vp(m/s) 横波波速

Vs(m/s) 动泊松比

μd 土的类型

纵波Vp、横波Vs直方图 钻孔波速测试

成果说明

0.0-1.00 回填土 510 155 0.47 中软土

VS VP

1、波速测试采用单孔叩板检层法，该孔测点数共为50个测试点。

根据《地基动力特征测试规范》（GB/T50269-97）取各土层测点的平均值波速值作为该土层的等效剪切波速值。

波速试验的基本原理

波速试验是一种用来测量材料中的纵波速度和横波速度的非破坏性试验方法。其基本原理是利用超声波在材料中的传播速度来确定材料的弹性性质。

波速试验是通过将超声波传播到被测材料中并测量其被测功率和时间来测量材料中的声速。在这个过程中，发射器发出超声波信号，经过材料的传播，然后由接收器接收并记录超声波的波形和时间信息。

波速试验实际上是一种时域方法，它基于超声波在实验装置中的传播时间与被测材料中的声速之间的关系。根据基本的物理公式v=d/t，其中v是声速，d是超声波在材料中传播的距离，t是超声波传播的时间。

具体而言，在纵波速度测量中，超声波是沿材料的纵向传播的。通过测量超声波在材料中传播的距离和时间，可以计算出纵波速度v_l。通常，采用纵波谐振频率模式，即使在多个纵波模式下，可以提供更准确和一致的纵波速度。

在横波速度测量中，超声波是沿材料的横向传播的。和纵波速度测量类似，通过测量超声波在材料中传播的距离和时间，可以计算出横波速度v_t。横波速度的确定通常需要更高的频率，因为在材料中横波的传播速度较高，频率较低的超声波会衰减较快。

在进行波速试验时，需要注意以下几点：

1.超声波的发射器和接收器需要保持正确的耦合，以确保超声波信号能够有效地传播和接收。使用耦合剂，例如涂有薄膜的胶水，可以帮助传递超声波信号并减小信号的衰减。 2.测量超声波在材料中传播所需的时间应该尽量准确。可以使用高精度的计时器或其他精确测量时间的设备来进行测量。

3.要选择适当的频率和模式来传播超声波。纵波和横波的频率和模式的选择应根据材料的弹性性质来确定，以确保测量结果的准确性。

4.在进行波速试验之前，应先了解被测试材料的基本性质和结构，以便选择适当的测试方法和参数。

总的来说，波速试验是一种通过测量超声波在材料中传播的时间和距离来确定材料中纵波和横波速度的方法。这种试验方法广泛应用于材料科学、工程和非破坏性测试领域，可以帮助人们了解材料的弹性、结构和性能。

1 武汉建科科技有限公司 WAVE2000场地振动测试仪

（以下内容可根据实际情况进行增加，正式报告中须去掉本规定格式中的注释红字）

建筑场地剪切波速及地脉动

测 试 报 告

工程名称：

工程地点：

委托单位：

检测日期：

报告编号：

※省※研究院 2 ※年※月※日

※工程

单 孔 波 速 法 地 脉 动 测 试 报 告

测试人员：

负责人：

报告编写：

校核：

审核：

审定：

※省 ※研究院

（盖章） 3 ※年※月※日 4

一、前言

受※的委托，※省※院于※年※月※日对※工程拟建场地进行单孔波速法、地脉动测试。该场地位于※路※号，根据场地条件及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关规定，本场地共完成K16#、K37#、K69#、K75#、K82#、K96#六个孔剪切波速及场地脉动测试工作。测试的目的是对拟建建筑场地土的类型及建筑场地类别进行划分，以确定建筑抗震有利、不利和危险地段。

本项目工作技术要求：

1、 测定场地20米以内的等效剪切波速；

2、 测定场地地脉动；

3、 确定场地土类型及建筑场地类别。

二、检测设备、基本原理

1、检测设备

检测设备采用武汉建科科技有限公司制造的WAVE2000场地振动测试仪，检测设备及现场联接见图1。

1-场地振动测试仪

2-重物

3-木板

4-外触发传感器

5-三分量探头

6-探头信号传输线

7-外触发传感器信号线

8-钢丝绳（或尼龙绳）

图1 单孔波速测试示意图

2、剪切波速及地脉动测试基本原理

单孔剪切波速法（检层法）测试基本原理：

用木锤或适宜的铁锤分别水平敲击水平放置孔口的木板两端，地表产生的剪切波经地层传播，由孔内三分量检波器的水平向检波器接收SH波信号，然后读取正、反两方向的实测波形，找出波形交叉点，读取初至波传播时间，进而计算出各测点(层)剪切波速值及其它相关参数。

地脉动测试原理：

地脉动测试时应选择外界环境干扰极小的深夜进行。测试时将地脉动拾振器放置于平整场地地表土上，一般按东西向EW、南北向SN、垂直向VR三个方向放置。测试时由三分量拾振器分别接收三个方向的脉动信号，信号再通过放大，采集仪记录，即可在时域曲线上分析信号幅值大小，从频率域曲线上分析其频率组成并确定场地卓越周期值。