北海涠洲岛原油码头地层剪切波速和电阻率特征

　　摘 要：采用剪切波速测试仪和电阻率测试仪对北海涠洲岛原油码头土层进行了测试，根据波速分布和时距曲线，计算了场地覆盖层厚度土层的剪切波速、等效剪切波速，利用已测剪切波速对地层波速值进行了分层统计。根据地层波速统计值对场地代表性孔进行剪切波速值预测，最后依据测试波速、剪切波速计算值和电阻率值对场地进行综合评价。
　　关键词：剪切波速 覆盖层厚度 场地类别 电阻率
　　中图分类号：P5文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0097-02
　　北海涠洲岛原油码头及配套工程为中国石化青岛炼油化工有限公司储运设施完善项目的一部分，位于山东省青岛市经济技术开发区黄岛街道办事处小石头村东北，西邻青岛炼化公司苯乙烯装置区，东侧为丽东化工。拟建场地大体上呈矩形，南北长约440m，东西宽约420m，西侧延伸一条长约610m的条形区域。控制场地范围的对角坐标为：A=2317.50，B=3172.00；A=2736.00，B=3535.00。储运设施完善项目主要包括加氢原料罐组区，航煤罐组区，汽油、石脑油罐组区，附属设施区及一条东西向的管廊组成。为了对场地进行综合评价，采用剪切波速和电阻率测试仪对场地土层进行了物探测试，共布置剪切波速测试孔17个，电阻率测试点31个，测试点在勘察场地内均匀布设，测试点位布置在详勘钻孔位置附近。
　　1 剪切波速测试
　　1.1 测试仪器和方法
　　剪切波速测试使用仪器为河北省廊坊开发区大地工程检测技术开发有限公司生产的XG—I悬挂式波速测井仪，仪器主要技术指标如下：动态范围：96dB；前放增益：18～60dB（8～1000倍）；通道数：1～3道可选；采样间隔：0.003～10ms可调；采样次数：512～16k可调。
　　仪器接收信号的探头采用悬挂式井中检波器，主要技术指标如下：水平检波器的固有频率为60Hz，灵敏度为30V/m/s。电磁式激振源指标：供电电压直流48V，电流≤6A。工作时将悬挂式探头（即振源和检波器）放入孔中，用孔中的泥浆液作为震源和检波器与井壁耦合介质。震源为水平激振（垂直井壁）激发产生P、S波，S波沿井壁地层传播，由两个相距1m的检波器接收沿井壁传播的S波振动信号并把S波的振动信号转换成电信号，通过电缆由主机记录显示存储。主机对信号进行数据处理后采用两道互相关分析方法，自动计算S波在两道检波器间传播的时间差，从而计算出两道间的S波传播速度。测试顺序自下而上逐点进行，测点深度间隔1.0m。
　　1.2 测试结果与分析
　　在获得各测点处的剪切波速后，可根据建筑抗震设计规范划分土的类型，见表1。
　　①1层素填土（Q4ml）：褐黄～黄褐色，由花岗岩类风化岩残积土回填形成。场地内该层土剪切波速97.7～114.8m/s（A区强夯区域124.8～139.8m/s）。①2层冲填土（Q4ml）：灰～灰褐色，主要由粉砂、淤泥质粉土组成。场地内该层土剪切波速103.0～128.0m/s （A区强夯区域136.0～145.0m/s）。②1层淤泥质粉土、粉砂（Q4m）：灰～褐灰色，该层大部分地段为淤泥质粉土、粉砂。场地内该层土剪切波速111.7～144.0m/s（A区强夯区域134.2～164.0m/s）。②2层粉质粘土（Q4m）：灰～褐灰色，软塑～可塑，干强度中等，韧性中等，局部夹粉土薄层。场地内该层土剪切波速145.0～156.0m/s。③1层粉土（Q3a1+pl）：灰黄～褐黄色，稍密，局部松散，饱和。场地内该层土剪切波速160.0～197.0m/s（A区强夯区域228.2～232.3m/s）。③2层粉质粘土（Q3a1+pl）：灰黄～褐黄色，可塑，局部软塑。场地内该层土剪切波速156.3～236.7m/s（A区强夯区域271.4～289.8m/s）。③2夹层中粗砂（Q3a1+pl）：褐黄～黄褐色，主要矿物成份为长石、石英、云母等。场地内该层土剪切波速244.0～308.0m/s。④层中粗砂（Q3a1+pl）：黄褐色，局部灰白色，主要矿物成份为长石，石英，磨圆较差，分选较差。场地内该层土剪切波速253.1～310.0m/s。⑤层砂质粘性土（Q3al+mc）黄～黄褐色，主要矿物成份为石英、长石、云母等，磨圆较差，分选性中等。场地内该层土剪切波速307.0m/s。⑥1层全风化花岗岩（γ）：褐黄～黄褐色，除石英外大部分矿物以风化成土状。场地内该层土剪切波速277.0～365.5m/s。⑥2层强风化花岗岩（γ）：黄褐～浅肉红色，主要矿物成分为钾长石、石英、云母等，裂隙很发育，岩芯呈碎块状～砂粒状。场地内该层土剪切波速501.0～741.0m/s（A012该层土剪切波速492.0m/s）。.
　　综合分析：本场地覆盖层厚度在13.0～32.0m范围内。未进行地基处理区域等效剪切波速128～148m/s，场地内覆盖层厚度15～80m，依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表4.1.6进行场地类别判定，属Ⅲ类场地；进行强夯过的A区部分区域等效剪切波速164～165m/s，场地内覆盖层厚度3～50m，依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表4.1.6进行场地类别判定，属Ⅱ类场地。
　　2 电阻率测试
　　2.1 测试仪器和方法
　　电阻率测试仪器使用重庆地质仪器厂生产的DDC-6电子自动补偿（电阻率）仪，采用温纳装置进行电阻率测试，测试深度为1.5m、3.0m的视电阻率，供电电极距AB/2分别为2.25m、4.50m；测量电极距MN/2分别为0.75m、1.5m。采集数据过程中，按温纳装置测深1.5m、3m移动电极，测试完成，顺时针旋转60°，重复上述操作测试三次，求取视电阻率平均值作为该测试点的视电阻率值。
　　2.2 测试结果与分析
　　本次测试分别在A003、A009、A020、A026、B005、B006、B013、B024、B034、B036、B047、B064、C007、C009、D029、C043、C046、C067、D001、D013、D017、D021、D025、D043、D062、D066、D070、D074、D110、D114、D118号钻孔旁布设了视电阻率测试点，测试点编号同钻孔编号，测试结果见表3。
　　根据表3视电阻率测试结果分析如下。
　　A020、B006、B013、B024、B036、B047、B064、D013、D017、D021、D025、D062、D066、D070附近测试点1.5m深度和3.0m深度时的视电阻率均小于20Ω·m，这些测试点附近区域在3.0m以上深度时场地土对钢结构应按强腐蚀性考虑；A003、B006、D043附近测试点1.5m深度时的视电阻率大于20Ω·m，小于50Ω·m，这些测试点附近区域在1.5m以上深度时场地土对钢结构应按中腐蚀性考虑；A003、A009、B006、C043、C046、C067、D001、D043、D074、D110、D118附近测试点3.0m深度时的视电阻率大于20Ω·m，小于50Ω·m，这些测试点附近区域在1.5～3.0m以上深度时场地土对钢结构应按中腐蚀性考虑；A009、A026、B034、C009、C029、C043、C067、D001、D074、D110、D114、D118附近测试点1.5m深度时的视电阻率大于50Ω·m，小于100Ω·m，这些测试点附近区域在1.5m以上深度时场地土对钢结构应按弱腐蚀性考虑；A026、B034、C007、C009、C029、D114附近测试点3.0m深度时的视电阻率大于50Ω·m，小于100Ω·m，这些测试点附近区域在1.5～3.0m以上深度时场地土对钢结构应按弱腐蚀性考虑；C007附近测试点1.5m深度时的视电阻率大于100Ω·m，该测试点附近区域在1.5以上深度时场地土对钢结构应按微腐蚀性考虑。
　　分析电阻率测试成果，结合电阻率测试时场区内填方情况，现地形仍为原水塘底的区域如B区、D区部分电阻率测试点附近，电阻率测试成果明显较小，填土层小于3.0m时，电阻率测试成果略大，如A003、A009、B006、C043、C046、C067、D001、D043、D074、D110、D118等测试点；测试深度范围内完全为填土的视电阻率最大，如A009、A026、B034、C009、C029、C043、C067、D001、D074、D110、D114、D118等测试点。综合分析场地内视电阻率大小主要与场地土被海水浸染有关，场地周围水资源主要由海水补给，海水中富含各种盐类，各种离子含量较高，电阻率测试为原场地土的视电阻率值较低，电阻率测试在填方区的视电阻率值相对较高。考虑建筑受以后地下水影响，建筑区域3.0m以上土对钢结构建议按强腐蚀性考虑。
　　3 结论
　　（1）本场地覆盖层厚度在13.0～32.0m范围内。未进行地基处理区域等效剪切波速128～148m/s，场地内覆盖层厚度15～80m，属Ⅲ类场地；进行强夯过的A区部分区域等效剪切波速164～165m/s，场地内覆盖层厚度3～50m，属Ⅱ类场地。（2）现地形仍为原水塘底的区域电阻率测试成果明显较小，填土层小于3.0m时，电阻率测试成果略大，测试深度范围内完全为填土的视电阻率最大。（3）视电阻率大小主要与场地土被海水浸染有关，场地周围水资源主要由海水补给，海水中富含各种盐类，各种离子含量较高，电阻率测试为原场地土的视电阻率值较低，电阻率测试在填方区的视电阻率值相对较高。考虑建筑受以后地下水影响，建筑区域3.0m以上土对钢结构建议按强腐蚀性考虑。
　　参考文献
　　[1]中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范（GB50021-2001）[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.
　　[2]中华人民共和国建设部.地基动力特性测试规范（GB/T50269-97）[S].北京：中国计划出版社，1997.
　　[3]中华人民共和国建设部.建筑抗震设计规范（GB50011-2001）（2010年版）[S].北京：中国建筑工业出版社，201