剪切波測試中的幾個問題

剪切波測試中的幾個(ge) 問題

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一、波速測井儀(yi) /波速儀(yi) 儀(yi) 器設備的選擇

剪切波測試儀(yi) 器可以使用3通道以上的振動測試儀(yi) 器，測試根據測試規範要求，數據轉換的位數至少為(wei) 12位，同時為(wei) 了保持三個(ge) 通道相位一致性，要求三個(ge) 通道的數據要同時采集並模數轉換，現在有的廠家為(wei) 了追求成本，使用單通道模數轉換器配合模擬開關(guan) ，對三個(ge) 通道輪流采樣，假設一個(ge) 數據的轉換時間為(wei) t，則三個(ge) 通道的轉換時間為(wei) 3t，每個(ge) 通道的相位差為(wei) ωt，如果一個(ge) 數據的小轉換時間為(wei) t，則根據采樣定理，采樣間隔小為(wei) 6t，場地振動測試儀(yi) 采用三通道並行數據采集的設計方法，同時采集三個(ge) 通道的振動數據，有效的解決(jue) 了相位差問題。

二、波速測井儀(yi) /波速儀(yi) 震源與(yu) 激發

剪切波的振動方向和波的傳(chuan) 播方向相垂直，所以接收方向的選擇很重要，為(wei) 了突出剪切波，必須使檢波器的大靈敏度方向和波的傳(chuan) 播方向相垂直（也就是和振動方向相一致）。另外，剪切波是在壓縮波之後到達的續至波，容易受到幹擾，因此在測試中應使震源的振動具有明顯的方向性，以突出剪切波的信號。

常見的激振係統有以下三種：

1、波速測井儀(yi) /波速儀(yi) 大錘擊板法：（見圖1）該方法比較方便、實用。它是將激振木板平放在離孔口1～3m處的地麵，木板規格為(wei) ：長度約2.5～3m，寬度不小於(yu) 40cm,厚度不小於(yu) 15cm，且兩(liang) 端宜包上一定厚度的鐵皮或橡膠。木板安裝時，宜埋入地麵一定深度或木板底麵直接嵌有一定長度的鐵腳釘直接插入土中，再在木板上壓以重物（500Kg以上，壓上大卡車雙後輪更好），使木板與(yu) 地麵緊密接觸，除此之外，還可以在木板的四周打入1m以上的Φ22鋼筋以加固木板，以防止敲擊時木板的滑移。再用鐵錘沿板的縱向分別敲擊板的兩(liang) 端，木板與(yu) 地麵產(chan) 生剪切力，使地層產(chan) 生相應方向的剪切波。

試驗表明：當增加激振木板的荷載時，剪切波的振幅將隨荷載的增加而近似於(yu) 線形的增加，但當荷載增加到一定的值後，剪切波的振幅就不在增加了。此外，激發的效果還和敲擊力的大小、木板的幾何形狀以及木板和地麵的摩擦係數等有關(guan) 係。

圖1大錘擊板法

2、波速測井儀(yi) /波速儀(yi) 彈簧激振法：（見圖2）它是由木板，彈簧、穿心錘等組成．試驗前用地腳螺釘將木板固定地麵，彈簧一端用地錨固定，試驗時將穿心錘拉到一定距離後、突然放開，利用彈簧的彈力衝(chong) 擊木板，使板與(yu) 地麵產(chan) 生剪切力，從(cong) 而使地層產(chan) 生剪切波。這種震源裝置使用起來比較麻煩，但穩定性，重複性都較好，激震能量也較大，一般能測較深鑽孔的波速。

激振係統根本的作用就是激發出剪切波，大錘擊板法和彈簧激振法都能激發出較好的剪切波，而定向爆破法在產(chan) 生剪切波的同時也產(chan) 生了較大能量的壓縮波，會(hui) 對測試產(chan) 生一定的影響。

要產(chan) 生出剪切波，就要有機械的剪切動作，現在有些儀(yi) 器設備使用無機械剪切動作的設備，主觀意願產(chan) 生出足夠能量的剪切波，我們(men) 認為(wei) 這個(ge) 從(cong) 測試理論上就是站不住腳的。產(chan) 生不了剪切波，就采集不到剪切波信號，即便是采集到了振動信號，也不是剪切波信號，對測試結果沒有任何用處。

三、波速測井儀(yi) /波速儀(yi) 信號的接收

測試信號的接收依靠三分量檢波器，也就是我們(men) 通俗講的“剪切波探頭”，探頭可以接受兩(liang) 個(ge) 水平方向的剪切波信號（互成90°相位差）和一個(ge) 垂直方向的壓縮波信號。在實際的測試過程中，剪切波信號比壓縮波信號能量小，傳(chuan) 播速度慢，為(wei) 了能夠準確的采集到剪切波信號，就必須要求探頭和測孔緊密耦合，現在經常使用的探頭，按外型分有氣囊式和彈簧式兩(liang) 種，這兩(liang) 種都能緊密的和測孔耦合，但是氣囊式探頭使用比較繁瑣，它需要每個(ge) 測點打一次氣和放一次氣，也就是說，如果有個(ge) 測孔20米深，需要測20個(ge) 點，則需要打20次氣和放20次氣；彈簧式探頭雖然使用比較方便，當要注意塌孔。現在有些廠家生產(chan) 既沒有氣囊也沒有彈簧的剪切波探頭，通體(ti) 光滑，他們(men) 的理論是：在有孔液的的測孔中，通過孔液的耦合，探頭也能接收到剪切波信號。我們(men) 對此持懷疑態度。*，波在液體(ti) 中比在固體(ti) 中能量消散更快，通過孔液耦合的方法，能準確的測得有效信號嗎？

四、波速測井儀(yi) /波速儀(yi) 波形的判讀和數據處理

用擊板法測試時，接收區產(chan) 生的壓縮波能量較小，剪切波在波形上能較清晰的出現，如果遇到剪切波不易辨認時，可采用在木板兩(liang) 端分別敲擊的方法，這時采集到的兩(liang) 次剪切波形將呈現相位相反的現象，而壓縮波的相位不變，從(cong) 而可以容易的區分剪切波和壓縮波，並判讀出剪切波起跳位置。

壓縮波比剪切波傳(chuan) 播速度快，所以在曲線上反映出來壓縮波先到達，然後才是剪切波；而且壓縮波振幅小，剪切波振幅大。

剪切波測試的目的是進行場地評價(jia) ，給建築設計提供參考依據，土體(ti) 等效剪切波速是從(cong) 地麵到一定測試深度的土體(ti) 波速的綜合反映，並不是具體(ti) 到某個(ge) 特定土層的波速，許多用戶在這一點還理解的不是很清楚，往往混淆這兩(liang) 個(ge) 概念。

XG-I懸掛式波速測井儀(yi) /波速測試儀(yi) /波速測井儀(yi) /波速檢測儀(yi) /波速儀(yi) （可測試地脈動、縱波波速、橫波波速）

懸掛法波速儀(yi) ——國內(nei) *，號：CN200420016796.1 ，優(you) 點是不用錘擊，一發2收，單人即可完成操作，省時方便。