1、瑞雷波與各參數(shù)的關(guān)系橫波與瑞雷波的關(guān)系根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，V R和V S之間的關(guān)系可用下式來表示Vr =0.87 + 1.12v Vs(7)式中v是泊松比。表1不同泊松比的VS/VR比值泊松比v_S_RC=V/Vr0.25S R1.0870.291.0800.331.0730.401.0620.501.049對于一般的土而言，泊松比v是0.450.49，而對于巖石泊松比是0.25左右。因此可以粗 略地說，對于土層S波速度和瑞雷波速度看作大體相同。對于巖石，S波速度可粗略為瑞雷波 速度的1.1倍。更精確的計(jì)算地下各層的速度參數(shù)的方法可以用哈斯克爾一湯姆遜(Haskell-Thomson)矩陣的反演

2、方法。和常規(guī)的物探方法相比，它有以下一些優(yōu)點(diǎn)：瑞雷波的平均速度VR和橫波速度Vs相差無幾，因而可用它來得到各種巖土的動力參 數(shù)。這對工程設(shè)計(jì)是非常有用的。而且VR比縱波的速度要小，因而有著更高的分辯率。在被勘探的地層中，可以有速度倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，即在高速層中可以夾低速層。這在地震勘 探的折射法中就不能勘探的。因而用這種方法可以勘探滑坡、混凝土公路面下面的巖土結(jié)構(gòu)等。測量時所需的場地范圍可以很小，并有著較強(qiáng)的抗干擾能力，即使周圍有汽車或其它 干擾，對儀器測量無多大影響，因而可以在市中心繁華地區(qū)或狹窄的小地區(qū)來探測。每一點(diǎn)的測量時間一般僅為幾十分鐘，在現(xiàn)場就能作實(shí)時處理，因而效率很高。通過大量統(tǒng)計(jì)對比，

3、我們總結(jié)出了如下的經(jīng)驗(yàn)公式：N63.5 = L779 X 10-3 XVr709式中，Vr單位為m s-1，N63.5為標(biāo)貫擊數(shù)，統(tǒng)計(jì)件數(shù)為86件，相對系數(shù)r=0.95。% = 2.777 v/796(5)式中，fK單位為kPa，統(tǒng)計(jì)件數(shù)94件，相關(guān)系數(shù)r=0.85。2.284Eo=9.43 X 10-5 七(6)式中，Eo單位為MPa,統(tǒng)計(jì)件數(shù)62件，相關(guān)系數(shù)為r=0.83。上述三個經(jīng)驗(yàn)公式曲線見 圖6、圖7、圖8。由圖6可見，瑞雷波速與標(biāo)貫試驗(yàn)具有較好的相關(guān)性。以理論上分析，當(dāng)?shù)鼗凛^密實(shí)， 較硬時，標(biāo)貫擊數(shù)N值較高，波速Vr也較高。反之，N值較低，Vr也較低。只有當(dāng)?shù)鼗梁?一定量的填石

4、時，N值離散性加大，Vr卻代表了一種整體平均效應(yīng)。不言而喻，當(dāng)填石太多 時瑞雷波法比鉆探法具有更大的優(yōu)越性。由圖7可見，瑞雷波速與地基承載力也有較好的相關(guān)性。波速的高低反映了其介質(zhì)的致密 程度或固結(jié)程度，大范圍的固結(jié)效果與承載力也有直接關(guān)系。相對壓板試驗(yàn)來說，瑞雷波法具 有更加快速、廉價(jià)、范圍廣、代表性強(qiáng)的特點(diǎn)。由圖8可見，瑞雷波速與地基土變形模量也有相關(guān)關(guān)系。相比圖7而言，Eo與Vr的變化 顯得比fK還要靈敏。其原因是，強(qiáng)夯復(fù)合地基往往在地表形成一層硬殼，而壓板試驗(yàn)得出的 結(jié)果與淺部1.52倍壓板直徑范圍有關(guān)，而我們所取的波速則是整個強(qiáng)夯加固地基有效厚度 范圍的平均速度。值得指出的是，這種遞

5、推式的經(jīng)驗(yàn)方法有其使用有局限性，應(yīng)該在具體地區(qū)做出具體的對 比試驗(yàn)，建立合適的相關(guān)關(guān)系。這樣，不僅有利于解決強(qiáng)夯復(fù)合地基的均勻性問題，而且對解 決地基的承載力問題也是十分有用的。與工程力學(xué)參數(shù)的關(guān)系瑞利波速與橫波速度之間滿足VR=0.91VS，由此可以很方便地得到橫波速度。用面波勘探 法求各種工程力學(xué)參數(shù)的公式如下：準(zhǔn)貫入次數(shù)N值N=10log (Vs)- 1.9554/0.337剛性率G值G=120Ne0-737(kgf/cm)靜止土壓系數(shù)KK=log (Vs)-1.875/0.398固結(jié)屈服力PyP = log (Vs) - 1.998 /0.51單軸壓縮強(qiáng)度QQ = log ( Vs)

6、- 2.127/0.443內(nèi)摩擦角aa = 12 N + (15 20)內(nèi)摩擦力CC= Q/2(kgf/cm)(kgf/cm)6G圖1標(biāo)貫N等值線剖宙圖利用而波波速與動力觸探擊數(shù)的相關(guān)性通過相關(guān)分析得到擊數(shù)與面波波速的關(guān)系公式。N = -13.832 + 0.13248Vr圖2用實(shí)測擊數(shù)和計(jì)算擊數(shù)計(jì) 算的承載力對比1根據(jù)實(shí)測、3,計(jì)算的承載力；2根據(jù)面波速度計(jì)算的承載力其中N為擊數(shù)；VR為面波速度。5. VR與VP、Vs之間有下列關(guān)系:設(shè)泊松比為凱a 2 K 2 = MK 2 =戲-(4)a2 =1-2 8(5)2-2 82P，:.入 + 2 GGVs = P(7)人=8 E(8)Vp =.

7、P(1 + 8 )(1 - 28 )式中：VP縱波速度;VSS橫波速度；y一瑞利面波速度；p-一密度；G剪切模量；8-泊松比；E-楊氏模量；入一拉梅常數(shù)。Vp、VS都是與介質(zhì)的泊松比、密度、楊氏模量、剪切模量等有關(guān)，同理，由(3)、式可 見瑞利面波速度VR,也同Vp、vs一樣，可由介質(zhì)的泊松比、密度、楊氏模量等力學(xué)參數(shù)來確 定。由此可知瑞利面波VR與介質(zhì)的密度存在著一定關(guān)系。6.V與。的的關(guān)系R0利用N10與。0的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，導(dǎo)出Vr與。0的的關(guān)系。見表4.2-1。表 4.2-1N與a的對照關(guān)系N10 (擊數(shù)/30cm)山U15202530a 0 (KPa)100140180220基本承載力0 0和N10間存在如下關(guān)系： a 0= 8XN10 - 20(4.10)統(tǒng)計(jì)京廣線部分區(qū)段路基測試數(shù)據(jù)，選樣點(diǎn)數(shù)n=100,得到的Vr與N10的相關(guān)公式為：Vr=91.08+2.94X N10(4.13)相關(guān)系數(shù)R=0.82。對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，土體干密度p和瑞利波速度Vr存在如下線性函數(shù) 相關(guān)關(guān)系：p =0.0017V+1.15(4.16)R相關(guān)系數(shù)R=0.93。將最大干密度值代入后，得到壓實(shí)系數(shù)和瑞利波速度的相關(guān)公式：0.0011 Vr + 0.7325（4.17）p 0.001