瑞雷波法在回填地基加固处理效果检测中的应用

摘 要：本文阐明瑞雷波法在回填地基加固处理中的应用，该物探方法不失为一种岩土测试的勘探手段，供同行参考。

关键词：瑞雷波 面波 强夯 回填 加固。

中图分类号：TU4 文献标识码：Ａ 文章编号：1672-3791（2012）10（c）-0011-02

某大型石化原油储罐基地，其强夯加固区属冲积平原地貌，为浅层的人工填土层、耕植土层、海陆交互相沉积层，软土层厚度达5 m以上，其回填土最大厚度达11～14 m，填方区需加固的最大厚度达17 m，采用强夯法加固回填地基。据钻孔资料，各土层地质特征分布如下：（1）素填土（0～8.2 m）：红褐色，以回填石为主，较松散，夯前fak≤80 kPa。（2）坡积粉质粘土（8.2～13.0 m）：红褐色，可塑，夯前N63.5=20击。（3）残积粉质粘土（13.0～15.3 m）：红褐色，硬塑，夯前N63.5=30击。（4）强风化砂砾岩（15.3～22.3 m）：红褐色，半岩半土状，原岩结构清晰，N63.5＞50击，其下部为中风化岩。

由于采用平板载荷等传统的试验方法虽然可靠，但试验影响深度不大，获取信息有限，设计部门要求通过瑞雷波等其他方法进行测试，以获得较全面的各岩土层物理力学参数。

瑞雷波勘探是一种新兴的岩土原位测试勘探方法，该方法利用瑞雷波在岩土中的频散特性和传播速度与岩土物理力学性质的相关性，来解释诸多的工程地质问题。

1 方法技术

瑞雷波主要沿地面表层传播，表层的厚度约为一个波长，因此，同一波长的瑞雷波的传播特性反映了地质条件在水平方向的变化情况，不同波长的瑞雷波的传播特性反映着不同深度的地质情况。在地面上沿波的传播方向，以一定的道间距X设置N+1个检波器，就可以检测到瑞雷波在NX长度范围内的波长，设瑞雷波的频率为fi，相邻检波器记录的瑞雷波的时间差为t或相位差为ψ，则相邻道X长度内瑞雷波的传播速度为：

因此，根据瑞雷波测试结果，可绘制瑞雷波速等值线图，进一步换算为剪切波速等值线图、标贯击数等值线图等其他参数。

2 检测实例

检测采用美国浅层地震仪（48道），检波器为重庆地质仪器厂CDJ-Z2.5型低频检波器，其固有频率为2.5 Hz。现场检测中采用参数为：道间距1 m，偏移距5～25 m，采样间隔为0.25 ms，记录长度为512～1024 ms，每排列12道，一个排列计算一个面波检测点。

实例一：在储罐A区，在夯前、夯后共完成了8个面波检测点的对比，其夯前、夯后频散曲线见图1、图2。回填土各检测点夯前、夯后的面波计算结果见表1。

通过瑞雷波检测结果可看出以下几点。

（1）从频散曲线看，各计算点频散曲线形状相似性好，偏离度较小，曲线拐点较为明显。

（2）夯前各测点的频散曲线，各测点显示了在15.0 m左右有一明显拐点，结合钻孔资料，此拐点即为风化岩的层顶深度。

（3）夯后各测点的频散曲线，其显示了在6.0～7.0 m左右有一明显拐点，结合钻孔资料和孔压资料，此拐点以上深度加固效果最好。

（4）从表1可以看出：夯后回填土剪切波速较夯前平均提高了26.3%，承载力特征值平均为275 kPa，较夯前平均提高了89.1%，提高幅度较大。

（5）通过对坡积层、残积层的标贯对比试验：坡积粉质粘土夯前20击，夯后28击；残积粉质粘土夯前30击，夯后38击。说明强夯处理后加固效果较明显。

实例二：在储罐B区，在夯前、夯后共完成了29个面波检测点，其中夯前12个点，夯后17个点，试夯区5个点，检测结果见表2。

通过瑞雷波检测结果可看出以下几点。

（1）强夯后，0～4 m剪切波速值增加58 m/s；4～8 m剪切波速值增加32 m/s；8～10 m剪切波速值增加14 m/s；10～12 m剪切波速值变化不大，表明强夯有效加固深度在10 m左右。

（2）根据剪切波速变异系数评价地基土的均匀性，经计算得出，夯前地基土变异系数δ夯前=14.5%，夯后地基土变异系数δ夯后=8.4%，说明强夯后地基土的均匀性有所提高。

3 结语

瑞雷波法在地基加固处理效果评价中不失为一种岩土测试的勘探手段，能够提供较丰富的有关岩土层的物理力学参数，在其它软基处理领域中值得推广。

参考文献

[1] JGJ/T 143-2004，多道瞬态面波勘察技术规范[S].

[2] 吴福良，耿光旭，仲伟周.瑞雷波在地基强夯检测中的应用[J].西安交通大学学报，2003，4.

[3] 高广运，水伟厚，王亚凌，等.高能级强夯在大型石化工程中的应用[J].岩土力学，2004.