摘要：介紹了場地剪切波波速測試方法、計算原理及在地土的類型和場地類別劃分和場地的卓越周期計算中的應用。

　　關鍵詞：剪切波,波速測試,場地類別劃分,卓越周期

　　國家的經濟建設離不開各種建筑工程建設，而我國是一個地震多發國家，在進行建筑工程的建設時，抗震設計是非常必要的工作。場地波速測試在巖土工程勘察中有著廣泛的應用，通過場地波速測試，可以對場地土的類型和場地類別進行劃分、計算場地的卓越周期，為建筑工程的抗震設計提供依據。

　　1試驗方法

　　目前場地波速的測試方法有單孔法、跨孔法和瑞雷面波法。目前使用的較多是單孔法，一般所說的場地波速測試方法主要是指單孔法。單孔法在地面激振，檢波器在一個垂直鉆孔中接收，自上而下(或自下而上)按地層劃分逐層進行檢測。

　　現場測試常用擊板法產生振源。待鉆孔完成后，試驗步驟如下：

　　⑴、平整場地，使激振板離孔口的水平距離約1.0~2.0m，上壓重物約500kg或用汽車兩個前輪壓在木板上，木板規格為：長約2.0~3.0m，寬約0.3m、厚約0.05m。計時觸發檢波器宜埋于木板中心位置。

　　⑵、接通電源，在地面檢查測試儀正常后，即可進行試驗;

　　⑶、把三分量檢波器放入孔內預定測試點的深度，使檢波器貼緊孔壁。

　　⑷、用大錘沿木板長軸兩個相反方向水平敲擊板端激發剪切波，檢波器即可接收由地面激發產生并經土層傳播而來的剪切波信號，信號通過電纜送入儀器放大記錄，存盤完畢，該檢測點測試結束。

　　⑸、把三分量檢波器轉移到下一個測試點的深度，重新上述測試步驟，直至達到鉆孔測試深度要求;測試點的位置根據工程情況及地質分層確定，對于厚土層，可以1~2m設一個測試點。

　　2計算公式

　　2.1 層速度。走時校正后，按下式計算層速度：

 

　　式中：△hi ——孔中相鄰兩測點的深度之差;

　　△tsi ——孔中相鄰兩測點剪切波垂距走時之差;

　　△tpi——孔中相鄰兩測點壓縮波垂距走時之差。

　　2.2等效剪切波速

　　層速度確定后，土層的等效剪切波速應按下列公式計算：

 

　　式中：vse——土層等效剪切波速(m/s);

　　d0——計算深度(m)，取覆蓋層厚度和20m二者的較小值;

　　t ——剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間;

　　di——計算深度范圍內第i土層的厚度(m);

　　vsi——計算深度范圍內第i土層的剪切波速(m/s);

　　n——計算深度范圍內土層的分層數。

　　2.3 卓越周期計算

　　場地卓越周期根據場地現場剪切波測試結果，按以下公式計算：

 

　　式中：T——場地地基土的卓越周期(s);

　　hi——第i層土層厚度(m);

　　vsi——第i層土的剪切波速度(m/s);

　　n——土層層數。

　　3應用實例

　　某工廠工地，祥勘，24#孔、68#孔，測試原始曲線、剪切波波速曲線、場地土層劃分如圖1、圖2所示。試驗孔土層等效剪切波速、卓越周期及特征周期如表1所示。經綜合分析，結合該場地覆蓋層厚度情況，按《建筑抗震設計規范》GB50011-2010對場地的場地土類型和場地類別作如下結論： 1、場地土類型為中軟土;2、場地類別為Ⅱ類。

　　試驗孔土層等效剪切波速、卓越周期及特征周期統計成果表

　　5結語

　　通過剪切波波速測試了解場地地層結構和劃分場地類別簡單有效。但是由于測試儀器、測試場地平整、地層復雜情況等客觀干擾原因和“擊板法”中擊打木板激振能量的隨機性、測試人員的判度誤差等主觀干擾因素，剪切波波速測試存在一定誤差。所以測試人員不僅應具有良好的理論知識，還要有豐富的現場測試經驗，才能提高剪切波波速測試的精度。