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強夯法效果如何？來看看這個檢測結(jié)果

發(fā)布時間：2020-08-19 瀏覽次數(shù)：45866 來源：歐美大地

強夯法指的是為提高軟弱地基的承載力，用重錘自一定高度下落夯擊土層使地基迅速固結(jié)的方法。強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。對高飽和度的粉土與黏性土等地基，當(dāng)采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進(jìn)行強夯置換時，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。

我國西部地區(qū)由于地形崎嶇，很多工程進(jìn)行地基處理時需要削峰填谷，形成很多高填方場地。這些場地往往采用強夯作為地基加固處理的重要手段。對于這些高填方強夯場地的質(zhì)量檢測單一的巖土勘察可靠性低，采用大面積鉆探和靜力觸探可靠性高但是費用高，周期長。而二維瑞雷波檢測方法，施工效率高，能短時間內(nèi)完成大面積的檢測工作，且方法成熟，在地面操作，費用較低。配合少量的鉆探、觸探、靜載數(shù)據(jù)，可以獲得準(zhǔn)確的大范圍的地基加固效果、強夯影響深度和地基承載力等重要指標(biāo)。

MASW多道瞬態(tài)瑞雷面波法

MASW多道瞬態(tài)瑞雷面波法經(jīng)濟(jì)，快捷，無損，對于30米以淺的目標(biāo)層具有較高分辨率，且不受探測對象厚度及波阻抗差異制約，不受速度逆轉(zhuǎn)層影響，在巖土工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但美中不足的是，其采集方法為每一個共炮點的多道排列為一個測點，一次只能獲取一個測點信息，分辨率不足，多次整體移動排列后才能生成2D波速剖面，耗時耗力，施工效率低。

日本OYO公司將MASW方法進(jìn)一步延伸，開發(fā)了CMPCC（共中心點疊加，Common Middle Point Cross-Correlation）方法。

排列固定，多炮點記錄，在CMP點對記錄進(jìn)行疊加，提高了數(shù)據(jù)的信噪比，直接生成2D波速剖面，方便快捷。排列方式見下圖，以24個檢波器為例，二維法震源放在檢波器之間和測線兩端，震源激發(fā)次數(shù)=檢波器數(shù)（N）+1，得到N+1張記錄。

CMPCC觀測系統(tǒng)示意圖

CMPCC主動源瑞雷面波法數(shù)據(jù)需要專門的軟件進(jìn)行處理，本文中應(yīng)用的是OYO公司開發(fā)的SeisImager/SW表瑞雷波反演軟件。

SeisImager/SW軟件與數(shù)據(jù)處理流程

SeisImager/SW瑞雷波反演軟件采用多點震源激發(fā)，加入CMP（Common Mid-point Cross-correlation）分析，數(shù)值模型和現(xiàn)場觀測的波形數(shù)據(jù)分析都優(yōu)于傳統(tǒng)多道瞬態(tài)瑞雷波方法，可以大大提高地下S波波速結(jié)構(gòu)的精度和橫向分辨率。該方法中CMP相關(guān)分析的數(shù)據(jù)采集方式類似于二維地震反射勘探，數(shù)據(jù)處理有點類似于二維地震反射勘探數(shù)據(jù)的CDP共深度點分析，但不同的是，初始波形的相關(guān)校正在CMP分析之前就計算了。

CMP相關(guān)校正分析的數(shù)據(jù)處理包括以下幾個步驟：

第一步

對每炮數(shù)據(jù)的各道數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)校正計算。

第二步

將具有共中心點的相關(guān)道抽取出來放在一起，合成的相關(guān)校正道集。

第三步

對CMP相關(guān)校正道集進(jìn)行多道分析，計算表瑞雷波的相位速度。

第四步

通過非線性最小二次方反演建立二維的S波速剖面。

因同種介質(zhì)條件下，壓實度越高，剪切波速值越高。通過分析剪切波速-深度的剖面，可推測強夯處理的影響范圍。

數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)流程

導(dǎo)入數(shù)據(jù)，輸入觀測系統(tǒng)參數(shù)。
檢查原始數(shù)據(jù)，檢查是否有觸發(fā)異常，對壞道進(jìn)行剔除，反轉(zhuǎn)的道進(jìn)行調(diào)整。
CMP抽道集，軟件自動進(jìn)行互相關(guān)分析。
將CMP點的時間域數(shù)據(jù)通過傅里葉變換，轉(zhuǎn)換至頻率域，并進(jìn)行頻散曲線的抽取和修正（剔除畸變點）。
依據(jù)已提取的頻散曲線建立初始化模型。
在初始化模型基礎(chǔ)上，通過最小二次方反演，得出測線范圍內(nèi)深度-剪切波速值剖面。

工程實例分析

本次實驗設(shè)計為研究強夯前后場地波速變化情況。在場地4角和中心共布置5個測點，點號即為強夯次數(shù)，采用二維瞬態(tài)瑞雷法進(jìn)行檢測。

位于場地4角的測點，各布置一條東西向測線；中心處測點布置互相垂直的兩條測線（line1東西向，line2南北向）。在強夯前和強夯后各測量一次。觀測系統(tǒng)為24道25炮。檢波點距和炮點距相同，均為為0.8m?？傆嫓y線6條，測量12次,測線均避開夯擊中心均約0.6m(避開夯坑)。

場地布設(shè)

成果分析

//測點3數(shù)據(jù)處理成果

夯前S波波速剖面

夯后S波波速剖面

剖面左側(cè)為東，靠近試驗場中心位置；右側(cè)為西，最西側(cè)抵達(dá)試驗場邊緣。測線整體在試驗場西北緣偏南。強夯前剖面東側(cè)有一明顯速度較高區(qū)域（深度4m-8m，位置2.9m-7.9m處）。西側(cè)速度較東側(cè)低。強夯點位于剖面中心（9.6m處）。強夯后：淺層（0-2m）速度有所降低，右上角尤為明顯；中層（4m-8m）速度有所提高，尤其是兩側(cè)，其速度曲線形似眼鏡狀；深層（8m-10m）速度相對中層（4m-8m）反而有所降低，但較夯前而言，則是東側(cè)速度有所降低，西側(cè)速度有所提高。

//測點6數(shù)據(jù)處理成果

夯前S波波速剖面

夯后S波波速剖面

剖面左側(cè)為東，靠近試驗場中心位置；右側(cè)為西，最西側(cè)抵達(dá)試驗場邊緣。測線整體靠近試驗場西南緣。強夯前剖面由淺至深速度逐漸增大，略似層狀。強夯點位于剖面中心（9.6m處），強夯后：整體速度有所提高，淺層（0-2.5m）右上角速度有所降低；中層（3.5m-8m）速度提升最為明顯，但沒有形成比較標(biāo)準(zhǔn)的眼鏡型異常；深層（8m-10m）速度相對中層（3.5m-7.5m）有所降低；較夯前而言，也是有所降低。

//測點9數(shù)據(jù)處理成果

夯前S波波速剖面

夯后S波波速剖面

剖面左側(cè)為東，最東側(cè)靠近試驗場東側(cè)邊緣；右側(cè)為西，靠近試驗場中心。測線整體靠近試驗場東南緣。強夯前剖面大體上0-7m由淺至深速度逐漸增大,7m-10m速度略有降低。中心處東側(cè)比西側(cè)略高一點。強夯點位于剖面中心（9.6m處）。強夯后：淺層（0-4m）整體速度有所降低，尤其是左上角。中深層（4m-10m），中心線兩側(cè)變化較為明顯，尤其是西側(cè)速度提升較多。兩側(cè)不對稱，沒有形成比較標(biāo)準(zhǔn)的眼鏡型異常。

//測點15數(shù)據(jù)處理成果

夯前S波波速剖面

夯后S波波速剖面

剖面左側(cè)為東，最東側(cè)靠近試驗場東側(cè)邊緣；右側(cè)為西，靠近試驗場中心。測線整體靠近試驗場東北緣。強夯前剖面沒有明顯規(guī)律。但可見8m處呈現(xiàn)分界的趨勢，8m以上可認(rèn)為是填充導(dǎo)致的不均勻；8m以下可認(rèn)為呈層狀強夯點位于剖面中心（9.6m處）。強夯后：淺層（0-3.5m）整體速度有所降低，尤其是右上角。中層（3.5m-8m），中心線兩側(cè)速度較正中心處高，接近眼鏡型。深層（8m-10m）速度整體有所提高。

//測點20數(shù)據(jù)處理成果

Line1

Line1夯前S波波速剖面

Line1夯后S波波速剖面

Line1為東西向測線。強夯前剖面，6m以上橫縱向變化明顯，6m-10m變化較小。強夯點位于剖面中心處（9.6m）。強夯后：淺層（0-4m）整體速度有所提高。中深層（4m-8m）中心線兩側(cè)速度交較正中心處高，接近眼鏡型。

Line2

Line2夯前S波波速剖面

Line2夯后S波波速剖面

Line2為南北向聯(lián)絡(luò)線。強夯前剖面，6m以上橫縱向變化明顯，6m-10m變化較小。強夯點位于剖面中心處（9.6m）。強夯后：淺層（0-5m）整體速度有所提高。中深層（5m-10m），整體速度也是有所提高，中線兩側(cè)提高比較明顯，呈不規(guī)則眼鏡形。

結(jié)論●●

該次試驗強夯影響深度約為8m左右，夯后波速剖面速度高點分布在夯點垂向線兩側(cè)速度，4-8m深度范圍呈對稱或不對稱的眼鏡狀。該方法成功完成了強夯試驗場地的波速檢測，達(dá)到了設(shè)計目的。

相對于傳統(tǒng)MASW發(fā)放，CMPCC方法方便快捷，特別是一次布設(shè)即可獲得完整2D波速剖面，大大提高了施工效率高，SeisImager/SW瑞雷波反演軟件在現(xiàn)場觀測的波形數(shù)據(jù)分析和反演數(shù)值模型方面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)多道瞬態(tài)瑞雷波方法，可以大大提高地下S波波速結(jié)構(gòu)的精度和橫向分辨率。

McSEIS-SW地震勘探儀器

McSEIS-SW是OYO公司出品的一款24通道地震勘探儀器，其結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，包含放大器和A/D轉(zhuǎn)換等測量電路。這種智能設(shè)計可使用商務(wù)筆記本電腦作為控制單元，用于測量控制、波形監(jiān)測等。該系統(tǒng)還標(biāo)配有一套高精度的面波勘探軟件，實現(xiàn)了在現(xiàn)場從測量到分析的有效進(jìn)行。此外，與傳統(tǒng)的一體機系統(tǒng)不同，商務(wù)筆記本電腦被用作控制單元，因此該系統(tǒng)總是與新的計算機一起使用。

● 產(chǎn)品特點