瞬態(tài)瑞雷面波法在城市掘路工程質(zhì)量檢測中的應用研究

賀文文?曹昊天

摘 要 瑞雷面波勘探方法是一種新型工程地球物理勘探方法，由于該方法具有操作簡單、探測速度快、對檢測現(xiàn)場要求不高且能一次獲得與深度相關的地層瑞雷面波速度參數(shù)的特點，因此，應用瞬態(tài)瑞雷面波法對城市掘路進行質(zhì)量檢測，具有非破壞性、代表性高等優(yōu)勢，能夠適應公路工程發(fā)展要求。文章將對瞬態(tài)瑞雷面波質(zhì)量檢測原理進行分析，并通過具體工程案例進行說明，希望為相關人員提供參考。

關鍵詞 瞬態(tài)瑞雷面波法；測試原理；質(zhì)量檢測；工程案例

引言

在城市道路施工中，路基壓實度是土方路基施工質(zhì)量控制的主要指標，堅固、穩(wěn)定的路基是保證路面強度和穩(wěn)定性的先決條件。傳統(tǒng)路基壓實度檢測方法有環(huán)刀法或灌砂法，主要是隨機取點，再進行室內(nèi)分析處理，勞動強度較大、會對路基造成破損，而且檢測結果以點蓋面，難以真實反映現(xiàn)場工地的真實情況。當前，傳統(tǒng)檢測方法已經(jīng)不能滿足當今路基壓實度的需要。瑞雷面波測試技術是一種無損、高速、快捷的檢測新技術，可較好的完成對路基壓實度的快速檢測。

1 檢測系統(tǒng)的正確配置

檢測系統(tǒng)的正確配置和檢測方案的正確確定是保證檢測精度和檢測可靠性的關鍵。檢測系統(tǒng)配置主要由電荷放大器、檢波器、山振源、計算機分析處理系統(tǒng)和資料輸出的打印機組成。振源是產(chǎn)生檢測所需頻率范圍的機具，一般采用錘擊、落重、爆炸等方式。檢波器是安置在地面，用于拾取介質(zhì)振動的傳感器，可以把振動的機械能轉換成電信號；電荷放大器是用于放大采集的信號以更好的提取所需的信號[1]。

2 具體工程應用分析

2.1 工程概況及工作目的

本檢測工作利用瑞雷面波檢測方法對南長街架空入地工程掘路壓實度進行無損檢測。檢測路段位于北京市南長街，整個路段處于管線鋪設后掘路恢復階段。檢測被指定在最不利點上進行，15處南北向掘路布置測點85個，19處橫穿掘路布置測點48個，共計布置測點133個。涉及的管線為自來水、北信基礎、電力與路燈。

通過對掘路壓實度檢測，并向委托方遞交檢測結果，為工程質(zhì)量監(jiān)控提供依據(jù)，并針對壓實度不符合要求的路段采取相應的處理措施，進而保證掘路工程質(zhì)量。

2.2 工作原理

利用瑞雷面波法進行掘路無損檢測，主要利用在分層介質(zhì)中瑞雷面波速度的頻散特性及傳播速度與介質(zhì)密度的相關性。當在介質(zhì)表面施加瞬態(tài)激振力時，產(chǎn)生不同頻率f的瑞雷面波，不同頻率f的瑞雷面波反映不同深度介質(zhì)的密度變化情況。那么，在沿波的傳播方向以相同檢波距D布設n+1個檢波器，即可接收到nDt長度范圍內(nèi)的面波。

當用重錘激振地面時，利用產(chǎn)生不同頻率f的瑞雷面波，得到不同深度范圍波速Vr，從而得到Vr—H曲線（即頻散曲線）。由于波速與介質(zhì)密度之間存在相關性，通過Vr--H曲線，計算出不同層的層波速Vr，從而得到與波速密切相關的土體的力學參數(shù)。

2.3 所測路段壓實度檢測結果

檢測結果按照委托方要求提交壓實度數(shù)據(jù)，掘路回填材料主要分為兩種，-69cm以下為素土，-69cm以上層為無機料，檢測總深度為：0-（-1）m。在計算壓實度時，以深度-20cm位置的代表速度計算無機料壓實度，下層-80cm位置的代表速度計算素土速度，各自按照不同的速度與壓實度對照表計算。從檢測結果記錄表來看，要求位置的壓實度大部分未達到設計要求。南長街南北向掘路共檢測15個位置，共85個面波點，其中壓實度大于95%的面波點有8個，壓實度在90%～95%之間的有2個，小于90%的點有75個[2]。

下文將對澤園酒家和西華門情況進行分析。澤園酒家，面波采集布置8個面波點，北信基礎4點，自來水4點。測點位置為被指定最不利點。采集現(xiàn)場照片及檢測結果見下表。根據(jù)處理結果，壓實度在90%以下。

西華門面波采集布置5個面波點，北信基礎2點，自來水3點。測點位置為被指定最不利點。采集現(xiàn)場照片及檢測結果見下表。根據(jù)處理結果，壓實度在90%以下。

2.4 結論與建議

通過本次對南北向掘路檢測工作分析，得出以下結論：南北向掘路共檢測15處，其中南長街28號自來水掘路回填壓實度≥95%，88號院、100號院自來水回填壓實度為90%～95%，除此3處外，其他回填掘路壓實度均<90%。針對本次檢測結果，建議對壓實度小于90%的路段進行換填處理，建議對壓實度在90%到95%的路段進行多次碾壓，以提高路基壓實度。

3 結束語

瞬態(tài)瑞雷面波勘探法應用時間并不長，但是由于這一方法具有操作簡單、成本較低、對道路破壞較小等優(yōu)點，廣泛應用于地質(zhì)勘探和工程施工質(zhì)量檢測中，文章通過介紹其具體應用，希望為相關人員提供參考，充分發(fā)揮該技術的應用價值。

參考文獻

[1] 王鑫文.瞬態(tài)面波勘探技術在巖土工程勘察中的應用[J].中國水運（下半月），2017，17（11）：233-234.

[2] 席超強.復雜地形條件下面波探查技術研究與應用[D].合肥：安徽理工大學，2017.