JGJ/T 143-2017 多道瞬态面波勘察技术规程(完整正版、清晰无水印).pdf

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《JGJ/T 143-2017 多道瞬态面波勘察技术规程》是中国工程建设标准化协会于2017年发布的一项技术规程。该规程主要针对多道瞬态面波(Rayleigh Wave)在地基工程中的应用进行了详细的规定和指导。瞬态面波是一种地震勘探方法,通过测量地基的振动响应,可以获取地基土体的弹性参数和结构特性信息,用于评估地基的稳定性、计算地基承载力、预测地震影响等。

规程内容包括了多道瞬态面波的测量原理、仪器设备要求、数据采集与处理、分析方法、成果解释和报告编写等方面的要求。它适用于各类建筑工程的地基勘察,如住宅、商业建筑、工业厂房、桥梁、隧道等,为保证地基工程的质量和安全提供了技术依据。

规程强调了在实施过程中应遵循的标准化操作流程,保证数据的准确性和可靠性,以便于工程技术人员进行科学的决策。同时,该规程也对技术操作人员的专业知识和技能提出了较高的要求。

总的来说,JGJ/T 143-2017是工程领域中关于多道瞬态面波勘察技术的重要技术指导文件,对于提升我国地基工程的勘察技术水平和质量控制具有重要意义。

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2. 1. 4~2. 1. 8

2.1.14面波勘察中利用一定的排列长度实现勘探深度的要习

其面波速度曲线代表的地面位置定义为排列的中点位置GBT 39468-2020 陆地定量遥感产品真实性检验通用方法.pdf,该中点 即为勘探点位置。

2.1.15“多道”是本规程技术强调的重点之一,它有别于原来 美国研究人员提出的两道瞬态面波(亦称表面波频谱分析法)方 法(1973)。多道方法是利用多个检波器按一定间距与震源排列 在一条直线上接收面波的方法。20世纪90年代初刘云祯等人采 用12个通道的面波方法进行地基勘察获得成功,并于1993年首 先提出多道瞬态面波勘察技术。 理论和实践均证明,多道瞬态面波技术有利于在时间和空间 域中识别各种波动组分(包括体波、面波和十扰波)的信息:有 利于基阶面波的提取与利用:有利于数据经过K的变换、 英速有效地分离多阶模态的面波及其他波;最出的优势是利用 多道面波数据提取面波频散曲线,可以充分发挥计算技术的作 用,面波频散曲线的质量远比2道好得多,并增加勘探深度。多 个检波器排列在一条真线上,其排列长度的中点代表勘探点,由 该排列获得的面波记录计算得到的频散曲线,反映该勘探点位置 地层介质的面波速度及分布。 2.1.162.1.18这三条是对面波采集中三个参数的说明。偏移 距指震源到记录中第1道的距离,单位为米:规定震源在排列列 的延长线上,偏移距有正负之分:震源在记录的小道号端(第1 道)为正,震源在记录的大道号端(第12道或24道)为负。道 间距指接收检波器之间的距离。源检距指震源到检波器之间的距 离。可以是震源至任何一道检波器之间的距离,常见有最小源检 距和最大源检距之说。偏移距和道间距参数的设置与勘探深度有 关系,勘探深度大则需要选择相对天一些的偏移距和道间距, 深深度小卿需要选择相对小一些的偏移距和道间距。 2.1.19、2.1.20表示以冲击式或脉冲式作用于地面的震动模式 为瞬态,由瞬态震源产生的面波为瞬态面波

3.0.1本条规定了进行多道瞬态面波勘察工作应搜集的文件 料,任务委托书或勘察要求文件是开展面波勘察依据的文件。 确勘察自的便于有的放矢的布置工作;了解既有资料有利于针 性升展试验工作,有利于建立物探资料与既有地质资料之间的 系,实现由已知到未知的地质推断;获知现场条件有利于制定 对措施。

料,任务委托书或勘察要求文件是开展面波勘察依据的文件。明 确勘察自的便于有的放矢的布置工作;了解既有资料有利于针对 性升展试验工作,有利于建立物探资料与既有地质资料之间的关 系,实现由已知到未知的地质推断:获知现场条件有利于制定应 对措施。 3.0.2认真对待勘察方案的制定,尤其在测区地球物理条件及 技术可行性的分析方面,正确的认识是保证勘察成功的基础。 3.0.3本条规定进行多道瞬态面波勘察时的采用道数不应少于 12今通道。如果道数太少,再出现个别坏道,实际参与计算的 有效道数减少,会影响成果质量。实践资料证明:道数多的资料 除了有利于辨认各种波型的属性、推确利用面波以外,对于提高 面波频散曲线分辨率和加大测深都是有益的。以往的2道瞬态面 波方法测深浅:而多道瞬态面波方法大幅度增加了测深,仅从简 单计算频散也可以看出:2道的计算1次;12道的计算66次 24道的计算276次。由此不难看出多道面波数据计算的优势。 3.0.4本条是对精密仪器设备现场正常施工的具体要求

3.0.4本条是对精密仪器设备现场正常施工的具体要求.

曲线反映测点下地层的面波速度与分布,若要推断面波速度与: 层的对应关系尚需要与钻探资料建立关系,这样就可以把一个 探点的资料方便地扩展到一条物探测线上,:整体上提高物探成 的解释精度。

4.1.1本条是由20多年的工程实践经验得出,其内容是各行业 利用多道瞬态面波勘察方法进行各类岩土工程勘察、检测所需仪 器设备性能的基本条件。 对于探测波速分层难度不大的地层,可采用较少的通道,对 波速分层难度大的地层,或具有低速夹层时,应采用更多的通 道,以保证空间分辨率。换言之本条款强调采集面波记录应保证 足够的仪器通道数,且前普遍采用24通道采集记录。 利用地震仪进行面波勘察时需要查阅仪器技术参数,因为地 震仪通频带的低频端频率偏高,一般为5Hz10Hz,难以满足 勘探深度要求。 常用多道瞬态面波勘察仪器的主要技术参数如下: 通道数:24道(可为12道或更多通道); 采样时间间隔:一殿为0.05ms、0.10ms、0.25ms、 0.50ms、1.0ms、2.0ms、4.0ms、8.0ms; 采样点数:一般分512点、1024点、2048点、4096点、 8192点等; 模数转换:不小于20位; 动态范围:不小于120dB; 模拟滤波:真备全通、低通、高通功能; 频带宽度:0.5Hz~~4.0×103Hz。 多道瞬态面波勘察仪器应具有频响与幅度一致性的自检功 能,这是面波仪不司于一般地震仪的一个重要指标。地震仪主要 利用地震波的运动学参数进行勘探,而面波仪是利用地震波的运 动学和动力学两项参数进行勘探,使用频响与幅度一致性不合格

的仪器系统采集数据,将会影响面波频散曲线的可靠性和准 确性。 面波仪具有自检功能,一方面对仪器进行检测,另一方面对 检波器进行检测,更换不合格的检波器,使仪器采集系统符合频 响与幅度一致性的要求,保证采集数据的质量。 4.1.2本条是对检波器的基本要求。检波器是面波勘察设备的 重要组成部分,它的频响特性、灵敏度、相位的一致性以及与地 面(或被测介质表面)的耦合程度,都直接影响面波记录的 质量。 任何检波器都有其特定的频响和灵敏度。固有频率不同,其 频响特性(或称带宽)也不一样,而灵敏度则取决于制作材料与 工艺。检波器对于输人信号来说,相当于一个滤波器,不同的频 响其输出是不一样的。一般说来,接收低频信号反映深部信息: 要选择具有较低固有频率的检波器;反之,接收高频信号反映浅 部信息,要选择具有较高固有频率的检波器。因此,合理选择检 波器,对于面波勘察来说,是非常重要的。 多道瞬态面波勘察,采用多个检波器来拾取面波信号,所以 各检波器之间的一致性十分重要。如果检波器的固有频率、灵敏 度、阻尼等相差太大,会直接导致接收信号的相位发生畸变,从 而导致面波信息的错误计算。本规程根据岩土工程勘察的一般性 要求,结合我国地震检波器厂家的制造水平与制造系列,确定面 波低频检波器的频率不高于4.0Hz,同时确定同一排列检波器之 间的固有频率差不应大于0.1Hz。制作4.0Hz检波器的频率偏 差不大于0.1Hz是很难掌控的,面对目前厂家生产4.0Hz检波 器允许有0.5Hz偏差的现状,要求厂家采用频谱检测设备筛选 出符合要求的检波器是能够做得到的。 检波器的安装,也是面波勘察的一个重要环节。因为不正确 的安装会改变检波器的频率响应。一般的安装原则是:稳、 正、紧。

本节列出的处理软件功能是处理多道瞬态面波数据的基本要 求,是多年工程实践总结出来的经验。多道瞬态面波数据处理软 件应是经过专家评审通过的软件。各种软件各有特色,但基本功 能应该具备,以方便工程人员按规范要求出具勘察报告。

5.2.1物探成果是否能达到预期勘察目的,通过试验工作确定 方法是重要的。在一个勘察项目中,试验的技术含量是高的,应 该由具有丰富经验的工程师来主持。试验点应该覆盖不同的地 质、地形条件。

第二个记录,依次采集第三个、第四个记录等等,直到全波列能 在记录上体现为止。利用软件依次将儿个排列的记录拼接起来, 获得由震源点起按等道间距排列的全部地震道的记录。由此分析 面波的发育情况,根据基阶面波的优势段,选择合理的采集参 数。其中排列长度与勘察深度的关系,经过天量实践经验证明, 选用的排列长度与勘察深度相近是适宜的。 面波检波器不同于通常的地震检波器,它不仅要求频响特性 好,而且固有频率要比通常的地震检波器低得多。可由公式f= /?和勘探深度估算使用的检波器频率,例如面波勘察深度为 25m,地层的UR200m/s,按照半波长为勘察深度计算,使用 的检波器固有频率不应高于4.0Hz。 面波震源激发的频率和能量也是影响勘探深度的重要环节,

JT∕T 791-2010 公路涵洞通道用波纹钢管(板)面波震源激发的频率和能量也是影响勘探深度的重要环节 应在工作中引起重视。

5.2.6本条提到的对比,不仅指地层深度的对比,也包括面波 频散曲线特征与地层组合的关系,地层剪切波波速与岩土性质方 面的关系,以及剪切波波速与标贯击数的关系等,以便拓展面波 技术应用,

5.3测线、排列的布设

5.3.1一般在平坦的地区,排列与测线重合可提高工作效率和 成果精度。在地表起伏较大的地区,可沿地表等高线、垂直或斜 交等高线布置排列,使排列成直线,以免道距不等而引起较大的 误差。在场地存在固定于扰源情况下,调整排列方向使干扰源成 为面波震源的一部分,可以起到变害为利的作用。地表地形的沟 坎,或者建筑群的基础,均会产生回波,如果回波与面波的传播 在记录长度内;构成交叉干涉,则会影响基阶面波频散信息的提 取,要调整排列方向规避面波的衰减和回波对基阶面波的影响。

对于滑坡体、泥石流勘察,测线应采用平行主滑方向布置 并适当布置横向测线,以便查明主滑方向的地质条件与滑云

范围。 对于构造破碎带、古河床等具有条带状分布的地质体勘察, 测线应采用垂直地质体的走向布置,以便成果资料在正常背景下 突显异常。 对于岩溶、土洞、采空区等勘察项目HG/T 20691-2017标准下载,由于地质体的空间分 布变化大:测线应尽量采用纵横网格布置,以利于提高勘察 精度。 利用面波方法评价地基加固效果,需要检测地基加固前后的 面波速度变化。本条强调同测点、同参数和重复检测的原则是重 要的。利用面波速度转换为剪切波波速,剪切波波速可与标贯击 数、静力触探参数建立关系,因此采用面波方法评价地基加固的 效果简便易行

5.4.1根据勘察目的要求、地形地质与地球物理条件合理选用 观测系统,选用的观测系统在满足勘察要求的前提下,也要兼顾 野外施工方便与经济等方面。其中有关排列移动方法的叙述,主 要是针对目前国内外常用的24道工程地震仪而言。条文中全排 列指24道,半排列指12道。 单端激震法和双端激震法的选择,根据地形地质条件确定 在地形平坦、地质简单条件下一般采用单端激震法,复杂地形地 质条件下宜采用双端激震法,单斜地形条件下,在地层下倾方向 激震具有较好的效果。

5.4.2本条强调面波接收系统的基本要求

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