瞬態(tài)瑞利波檢測強夯地基加固效果綜述

陸佳燕 陸丁 蔡玉娟

摘要：在實際工程中，對強夯后的地基土體進行質(zhì)量檢測，對于評定其加固效果具有重要的意義。一般的原位測試手段在進行檢測時會耗費大量的物力、財力，且無法真實反映地基場地整體狀況，所以必須采用更有效的新的檢測技術(shù)。瞬態(tài)瑞利波法檢測是一種新型無損檢測技術(shù)，用此方法來對夯后地基土體進行加固效果檢測具有良好的應(yīng)用前景。近年來，有許多國內(nèi)外學者對該方法進行研究，發(fā)現(xiàn)該方法能反映場地土體夯后的均勻性、密實度等狀況。本文對國內(nèi)外學者的研究成果進行分析總結(jié)，為檢測方案提供參考。

關(guān)鍵詞：強夯地基;加固效果;瞬態(tài)瑞利波檢測;原位試驗

1瞬態(tài)瑞利波法概述

1.1檢測原理

瑞利波在地表傳播時，隨著地層深度的變化，其頻率也會發(fā)生相應(yīng)變化。因此將此技術(shù)應(yīng)用于實際工程中時，即可測定選定場地的一系列頻率值，經(jīng)處理得到頻散曲線，再對此曲線進行分析、反演，即可解釋相應(yīng)的地質(zhì)現(xiàn)象。該技術(shù)是一門無損檢測技術(shù)，在檢測工程中得到大規(guī)模使用。

瑞利波工作的基本方法主要由兩個方面構(gòu)成，一方面是由儀器激發(fā)瑞利波，并采集波信號;二是將得到的信號進行數(shù)據(jù)處理，得到不同頻率面波對應(yīng)的瑞利波速度和波長，由此可以得到離散分布曲線，從而反演出各類關(guān)于巖土分層的地質(zhì)解釋。

1.2優(yōu)勢

瞬態(tài)瑞利波檢測主要為測定不同的點位間的平均波速。該方法可以應(yīng)用于地層劃分、場地類型劃分、地基加固處理效果評價、巖土的物理力學參數(shù)原位測試、地下空洞及填埋場的探測、飽和砂土層的液化判別以及公路、機場跑道質(zhì)量無損檢測等方面。同一波長的瑞利波，可以反映某一地質(zhì)條件在水平方向的變化情況;對于不同波長的瑞利波，可以反映不同深度的地質(zhì)條件在垂直方向的變化情況。其優(yōu)點在于方法簡單、操作便捷、成本較低、設(shè)備較為輕便，相比于傳統(tǒng)的原位測試方法，是一種較為創(chuàng)新的檢測技術(shù)。但該檢測方法對精度要求較高，需要相關(guān)操作人員悉知技巧?？偟膩碚f，瞬態(tài)瑞利波檢測方法具有良好的應(yīng)用前景。

2瞬態(tài)瑞利波法檢測夯后土體效果

2.1國外研究成果

70年代初，K.F.Chang和R.F.Ballard等人將瞬態(tài)瑞波技術(shù)運用到地震勘探中[1]。1988年，Maikuma等分析具體工程案例，驗證Nazarian等方法的可行性[2]。此后，日本株式會社[3]在地質(zhì)勘查領(lǐng)域中，運用自行研發(fā)的基于穩(wěn)態(tài)瑞利波的全自動勘查機，驗證其運用于實踐的可行性。

2.2國內(nèi)研究成果

1996年，夏唐代、蔡袁強、趙明[4，5]等對瞬態(tài)瑞利波的適用范圍進行研究，并在國內(nèi)推廣該技術(shù)。同年，李哲生[6]采用瞬態(tài)多道瑞利波法對地層進行劃分。1998年，孫進忠[7]等運用瞬態(tài)瑞利波法，對回填地基用強夯法加固后進行質(zhì)量檢測，為后人運用該方法對回填地基夯后質(zhì)量檢測提供經(jīng)驗。

2000年以來，瞬態(tài)瑞利波檢測法在國內(nèi)得到飛速發(fā)展，越來越多的研究學者運用該方法對夯后地基進行質(zhì)量檢測，并驗證其可行性。

2003年，吳福良[8]等對強夯地基檢測中運用瑞利波進行動態(tài)檢測進行分析，得出瑞利波可對大面積強夯地基進行質(zhì)量檢測這一結(jié)果，并且還可以通過此方法得出夯后地基承載力等力學參數(shù)，為我國今后在強夯施工領(lǐng)域檢測方面提供寶貴經(jīng)驗。

2005年，陸新[9]等在山區(qū)強夯后質(zhì)量檢測中，運用物探手段進行檢測，實踐表明該方法具有速度快、精度高、無損等優(yōu)點。

2007年，林朝旭[10]等探討了瞬態(tài)瑞利波檢測法在強夯地基質(zhì)量檢測的應(yīng)用效果，并建立波速與地基土體夯后承載力特征值的經(jīng)驗公式，為今后工程提供試驗數(shù)據(jù)參考。

2008年，余盛[11]通過實際工程數(shù)據(jù)分析了瞬態(tài)瑞利波法在強夯地基質(zhì)量檢測中的應(yīng)用，指出該方法對于壓板面積小且少、鉆探試驗難以使用、拋石填海地基等工程的檢測具有重大意義。

2009年，張季超，曾華健[12]通過對廣東科學中心工程的研究，證明了對飽和液化地基加固后質(zhì)量檢測用瞬態(tài)瑞利波法是可行的，為其它工程提供相應(yīng)的參考依據(jù)。

2011年，苑永健，李昌存[13]通過對河北省唐山市某地區(qū)夯后質(zhì)量效果檢測數(shù)據(jù)分析，認為瞬態(tài)瑞利波法對大面積的強夯地基土檢測效果良好，可直觀呈現(xiàn)出夯后土體均勻性、密實度等加固效果，但對于地基土的承載力特征值、變形模量等參數(shù)的測定，瞬態(tài)瑞利波法測定不夠準確，需要結(jié)合其它原位測試手段進行檢測。

2016年，位樹，段曉沛，苑紅凱[14]結(jié)合濱海旅游區(qū)某道路路基分析，驗證了可通過瞬態(tài)瑞利波法，對強夯地基加固的不同方案進行比選。

由此可見，可通過瞬態(tài)瑞利波法實現(xiàn)對強夯地基土體的質(zhì)量檢測，然而，瞬態(tài)瑞利波法在強夯地基檢測中也有許多不足之處，如對信號接收要求較高、對操作人員要求較高等。在實際工程中，為確保檢測所得參數(shù)的可靠性，必須將瞬態(tài)瑞利波法與其它原位測試方法進行結(jié)合分析，比對數(shù)據(jù)，才能最終對地基土體加固效果做出準確性評價。

3結(jié)語

瞬態(tài)瑞利波法作為新型無損檢測技術(shù)在強夯地基檢測中具有一定的可行性，該方法不僅能夠節(jié)約大量的人力、財力，還能在大面積條件下較為準確地測量出強夯地基的有效加固深度，同時反映場地土體的夯后均勻性、密實度等狀況。由此可見，該方法具有良好的應(yīng)用前景。

在實際應(yīng)用中，對強夯工程進行檢測時，需要根據(jù)場地的地質(zhì)條件，綜合考慮多方面因素，將瑞利波法與其它原位測試方法相結(jié)合，并通過數(shù)據(jù)分析比對，才能最終確定地基土體的加固效果。

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