地震勘探技术在岛状多年冻土勘察中的应用

地震勘探技术在岛状多年冻土勘察中的应用 车殿国, 谢时雳 () 黑龙江省公路勘察设计院 , 哈尔滨 150080 摘要 : 多道瞬态面波勘探技术和多波列高密度地震映像技术可以实现地震的结构探测和工程地质评 价定量化 , 在工程勘察中得到广泛应用 , 效果良好 。而冻土是造成各类建筑物基础变形损毁的一种 病害地质体 , 如何查明其分布范围 , 本文通过实例 , 简要介绍了地震勘探技术在实际工作中的应 用 。 关键词 : 地震勘探 多年冻土 勘察 + 中图分类号 : P63114 22文献标识码 : A Abstract : Multichannel instantaneous surface wave exploration and multiwave high density seismic imaging can realize seismic structural detection and engineering geologic evaluation quantitatively. They are widely used in engineering investigation with satisfactory results. Frozen soil is a disastrous geo2 logic body to spoil the foundation of building. The use of seismic exploration in engineering is briefly introduced herein through practical projects. Key words : seismic exploration ; perennial frost ; investigation 速度为 V , 它与纵波速度 V 和横波速度 V有下列关系 : r p s 1 前言 2 2 2 ()1 V/ V = a K r p 多年冻土是造成建筑物基础变形损毁的一种重要的病害 2 2 () V2/ V = K r s 地质体 , 特别是在高等级公路基础勘察中要注意查明的一种 2 σ) (σ)()(= 1 - 2/ 2 - 2 3 a不良地质现象 , 以期在工程 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 前提出相应的工程评价和处 σ式中 : 为泊松比 a 为系数 理措施 , 尽可能减少不必要的损失 , 提高经济效益 。 在我国多年冻土面积约占国土总面积的 22 % , 以前工 由于 V 、V都与介质的泊松比 、剪切模量 、杨氏模量 p s ( ) 程地质勘察界在对冻土地区 包括多年冻土的勘探工作 , 有关 , 所以 V 也同样可由 介 质 的 弹 性 模 量 来 确 定 。反 之 , r 大多以工程地质测绘与调查为主要手段 , 重点区域采用钻探 亦可通过测 V 来求上述力学参数 。 r 方法 。在作大面积调查时规范要求要充分利用地球物理勘探 手段 , 如电法 、地震法 、雷达探测等 。目前国内尚无利用瞬 212 SWS 多波高密度地震映像技术 态面波勘探技术对多年冻土开展勘探工作的报导 , 因而对地 医学 CT 技术最早是由地震学家提出来的 , 其疹断是由 震波在多年冻土地层中所反应出的特性及相关参数尚不得而 不同病理对超声波的不同反应所体现的 。而高密度采集地震 知 。由于瞬态面波勘探技术已达到分米级分层能力 , 且高密 映像技术正是这一原理在工程勘察上的应用 , 表现为波在可度地震映象技术也已日臻完善 , 我们有理由提出利用 “多波 视频率 、波幅 、波形上发生变化 , 合并与分叉 。对多年冻土 地震勘探技术”来查明多年冻土上下限深度 、边界范围以及 多年冻土与季节性冻土的存在关系 , 评价及估算多年冻土的 的特定响应是我们要获取和总结的重要内容之一 , 由此我们 物理力学性质及承载力等多方面问题 。 可判定其边界问题 。 勘查实例3 () () 1瑞利面波在划分岛状冻土上 、下限 界面中的应用 时间 1999 年 10 月测点 K291 + 950 使用仪器 SWS21A 型 2 基本原理 , 检波器为 4 HZ , 12 道接收 。参数设置 : 道 面波采集系统 211 瑞利面波勘探技术 间距 015m , 偏移距 10m , 采样间隔 015ms , 采 样 点 数 1024 , 理论证明在层状介质中的瑞利波传播速度与频率有关 ,震源采用 18 磅大锤敲击地面 。处理软件采用 FKSWS2111 版 即频散现象是层间瑞利波的重要特征 。该特性是瑞利波勘探 本面波处理系统 。图 1 为该测点面波勘探解释成果与钻探结 的理论基础 , 我们知道瑞利波某一波长的波速主要与深度小 于二分之一波长的地层物性有关 , 该特性为利用瑞利波进行 浅层勘探提供了依据 。频散曲线的特性及其变化规律与地质收稿日期 : 2000210213 ; 修订日期 : 2001201212 条件密切相关 , 通过反演计算 , 可以得到地下某一深度范围() ( ) 作者简介 : 车殿国 19692, 男 汉族, 黑龙江哈尔滨人 , () 果对比图 。 2在划分季节冻土与多年冻土存在关系上的 从对比图中我们看到多年冻土上 、下界面在频散曲线上 图 2 是于 2000 年 4 月在测点 K239 + 200 所采集 得以明显体现 , 且与钻孔对比上下误差均小于 013m , 分层 记录及频散曲线解释分层与钻孔对比情况图 。图 精度在 93 %以上 。作者在测区 K291 + 500, K292 + 200 段共 示 : 当季节冻土与多年冻土存在不连续冻结层面时 做面波点 19 个 , 其中 11 个点测定地下存在冻土 , 而另外 6 分层能精确地给予体现 , 从而可对其上部构筑物造 个点则不存在冻土 。在与 3 个钻孔的验证中 , 结论基本吻合 地质原因做出明确的判定 , 提出相应的改造措施 ) (() K291 + 950 ; K292 + 150。 钻孔位置 K291 + 750 ; 3地震映像技术在探查岛状冻土边界中的应 面波解释成果与钻孔对比 图 1 图 2 面波原始记录解释成果与钻孔对比 近年来发展起来的高密度地震映像技术 , 已在陆地及水 域地质勘察中应用并取得了令人满意的成果 。在对多年冻土 勘察中能否发挥其优势 , 查明岛状冻土的边界问题是作者这 次野外测试的一项重要内容 。本次在测区 K291 + 750, K292 + 150 段进行了采集工作 , 其剖面成果如图 3 所示 。图中作 者圈定了冻土异常的部位及边界位置 。图 4 为测区 K291 + 900, K292 + 200 由综合频散曲线分层结果所构画出地质剖 面及与钻孔对比图 。在图 4 中形似透镜体状的岛状冻土与图 3 所构画区域的形态基本吻合 , 说明地震映像能清楚地反映 ( ) 出岛状冻土在地下赋存的形态 , 且其波组分叉 合 并位 高密度地震映像勘探成果 3 图 置 , 正是透镜体状岛状冻土的尖灭位置 , 即岛状冻土边界 。的岩性条件下冻土面波波速 , 见表 1 。 () 4冻土的波速特征及工程特性分析 通过对以上两个工 区的勘测工作 , 作者获得了 3 种不同 确定其冻融属性 。由于野外所获资料有限 , 尚不能总结出更 多规律性的东西 , 有待今后做进一步的研究工作 。 4 结论 面波勘探技术和多波列高密度地震映像技术在多年冻土 勘察中不失为一种方便 、快捷 、有效的手段 , 特别是在解决 多年冻土上 、下限深度界面 , 划定边界等方面其优势明显 , 不但其效率高可大大缩短野外勘探工期 , 而且其勘探精度亦 4 面波解释剖面成果与钻孔对比 图 能满足设计要求 ; 在野外进行勘探采集时参数设置要合理 , 这样才能获取真实客观的结果 , 只有经过一定的试验才能找 常温及冻结状态下几种不同岩性的物理力学特征对比 到合理的参数设置 ; 对多年冻土的岩土工程评价 , 特别是多 表 1 年冻土承载力的问题 , 应该在取得更多的实测数据后 , 总结 出规律性的东西 , 依据岩土动力学指标 , 给出经验性公式及 承载力标 冻土承载力 常温波速 冻土波速 准值 标准值 相关的修正系数进行计算 ; 此次采用面波勘探技术和多波列 岩性 (())V mΠs V mΠs r r 高密度地震映像技术对岛状多年冻土勘探工作取得了令人满 ( )( )f kPa f kPa 意的成果 , 随着工作的不断深入必将取得精度更高为工程设 腐植土淤泥 90,170 ,250 ,500 40 100 200350计提供更丰富数据的勘探结果 。 中粗砂 160,250,500250,350600,1050150 砾砂 240,350200,700420,480600,1250 从表中可看出冻结状态下的岩土体波速明显高于正常状 参 考 文 献 态下的相同岩体的面波波速 , 其抗压强度也大大提高 。在受 地表温度影响较小的深层多年冻土 , 作为构造物持力层已足 1 ( 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准. 岩 土 工 程 勘 察 规 范 GB500212 够 。但还需考虑相应的冻胀力及冻拔力等其它因素对基础的 ) 94. 北京 : 中国建筑工业出版社 , 1995 .影响 , 综合各种因素来判定基础形式 , 科 学 合 理 地 化 害 为 2 王振东. 浅层地震勘探应用技术. 北京 : 地质出版社 , 1994 . 利 。对地表季节性冻土 , 则要重点判定它的岩性性状 , 从而 3 杨成林.瑞雷波勘探. 北京 : 地质出版社 , 1993 .()上接第 18 页 参 考 文 献 试验过程中由于人为或非人为的因素 , 锚杆的张拉 1 陈肇元. 喷锚网支护技术. 基坑开挖的喷锚网支护技术研讨 有时不同轴 , 有微偏转现象发生 , 部分测试试验锚 会. 北京 : 清华大学出版社 , 1996 杆应力应变的电阻应变片绝缘度不够 , 以及观测现 2 中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准. 《建 筑 基 坑 支 护 技 术 规 程 》场场地狭窄等 , 都给现场试验带来了不利影响 。在 () J GJ 120299, 中国建筑工业出版社 , 1999今后的试验中还将加以改进 , 以便取得更为可靠的 3 侯学渊 , 刘建航. 基坑工程手册. 北京 : 中国建筑工业出版 数据 , 为基坑支护中锚杆的设计提供可靠的资料 。 社 , 1997 桩基工程学术交流会简讯 第五届全国桩基工程技术交流会于 2001 年 6 月 12,16 日在安徽合肥市召开 。会议议题为 “桩基工程设计 、施工与检 测”, 主要内容包括桩基工程科研 、设计 、施工 、监理 、检测 、桩工设备及检测仪器等 。会议共收到有关上述议题的 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 170 余篇 , 收入论文集的论文 90 篇 。 会议由中国土木工程学会土力学及岩土工程分会桩基础学术委员会 、中国建设标准化地基基础委员会桩与深基础分委员 会联合主办 , 合肥工业大学科技开发公司岩土工程公司协办 。 这次会议有来自全国各地科研 、教学 、勘察 、设计 、施工 、监理 、检测及桩工仪器设备等单位的 233 名代表参加了会 议 , 就桩基工程设计 、施工与检测等方面进行研讨 , 刘金砺 、顾晓鲁 、张旷成 、杨敏 、费鸿庆 、陈如桂 、孔清华等委员还代 表学会与协会作了专题 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 。 会议期间还进行了桩基础学术委员会与中国工程建设标准化协会地基基础委员会第三届换届选举工作 。第六届桩基工程 技术学术交流会拟于 2003 年召开 , 会议地点待定 。