谈瑞雷波对软基压实前后的检测

张 谦

(河北省道路结构与材料工程技术研究中心，河北石家庄 050000)

1 瑞雷波检测软土路基强夯效果的基本原理

瑞雷波是弹性面波的一种，在沿土路基表面传播时，于距离土路基表面较浅的部位其质点的振动轨迹为逆时针的椭圆，椭圆的长短轴之比为3∶2。瑞雷波在土路基介质中传播速度与地震波中的横波速度相近。可以根据瑞雷波在土路基中传播的波速与地震波中的横波的波速建立联系，进而计算土路基的各种力学参数。瑞雷波在地表传播时，地表的层厚约为一个波长，同一波长的瑞雷波在沿水平方向传播时也相应的反映了同一水平方向的地质特性，不同波长的瑞雷波的传播特性也反映了不同深度的地质情况。土基的压实程度与瑞雷波在土基中的波长和传播速度有很好的相关性，因此可以通过瑞雷波的传播速度等指标作为土基压实程度的评价指标。

当地基强夯加固之后，土的体积被压缩，土的密度增大，土基的承载力增强，瑞雷波的波速也随土基密度增大而增加，加固效果好时，则瑞雷波的传播速度高;加固效果差时，瑞雷波的传播速度也相应较低。因而，瑞雷波在土基中传播速度的高低直接反映了地基土的密实程度。土路基加固前后瑞雷波速度的变化，反映了土体力学性质的变化，因此，可以直接用瑞雷波在土基中的传播速度来检测强夯效果。

瑞雷波对地基强夯效果进行检测的原理如图1所示。在冲击荷载作用下，位于土基中的传感器接收到瑞雷波的竖向分量信号。瑞雷波经检波器1向检波器2往外传播，所接收到的信号是根据接收时间先后得到的区域信号，包含了多个频率和振幅的瑞雷波，然后对不同振幅不同频率的分析求得瑞雷波速度。

2 瑞雷波检测软基强夯效果的方法

瞬态多道面波法采用单端激发的共炮点等道间距排列，选择合适的偏移距和道间距进行数据采集，然后将采集到的各道信号经过频谱分析和相关计算，得到频散曲线。其工作方式见图2。

3 瑞雷波检测软基强夯效果实例

某段高速软基K57+230.0～K57+290.0工程地质情况如下:

该段为冲洪积平原区地貌，第一层组由冲洪积成因的粉土、粉质黏土构成，层底埋深3.0m～4.0m，承载力基本容许值fa0=120kPa～140kPa;第二层组由冲洪积成因的粉土、粉质黏土构成，层底埋深16.0m～18.6m，承载力基本容许值fa0=140kPa～180kPa;第三层组由冲洪积成因的粉砂、细砂构成，局部粉土、粉质黏土呈透镜体存在，层底埋深30.0m～31.0m，承载力基本容许值 fa0=180kPa～260kPa。

本次探测的参数设计如下:

偏移距:6m，道间距:3m，接受道数:12道，采样率:0.5ms，记录长度:0.8s，覆盖次数:6次，震源:锤击(24磅大锤)。

瑞雷波检测频谱图如图3，图4所示。

4 瑞雷波检测软基强夯效果的分析

根据检测的原始数据，绘制频率、波数普能量等值线图，结合测试地点地层结构特点确定有效的瑞雷波频散曲线，根据频散曲线建立地层分层剪切波速度，进行强夯前后的速度比较。

K57+230～K57+290段地表以下1m～5m区域处，强夯前瑞雷波的传播速度为200m/s～260m/s，强夯后瑞雷波的传播速度为260m/s～400m/s;速度提升23.3%～38.6%。压实效果较明显。

在使用瑞雷波法检测的同时也可用现场CBR，土基现场压实度检测如灌砂法、环刀法，作为瑞雷波检测的支撑。

[1]JGJ 79-2002，建筑地基处理技术规范[S].

[2]耿光旭，胡晓光，赵 刚.工程物探在强夯地基检测中的应用[J].岩土工程学报，2002，22(6):165-167.

[3]冯建斌.强夯处理地基时强夯振动的测试研究[J].山西建筑，2011，37(4):67-68.