[發(fā)明專利]利用瑞雷面波波速確定地層力學(xué)參數(shù)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610044666.6
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105676281B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 習(xí)建軍;崔丹丹;劉力鋮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團河北省電力勘測設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

本發(fā)明公開了一種利用瑞雷面波波速確定地層力學(xué)參數(shù)的方法。該方法充分利用了瑞雷面波勘測帶來的信息，根據(jù)瑞雷面波波速大小，對地層的巖土工程力學(xué)參數(shù)進行反演，結(jié)合鉆探資料、剪切波速及室內(nèi)土工試驗進行對比驗證，最終達到采用瑞雷波波速確定地層的各種力學(xué)參數(shù)，為沒有鉆探、坑探資料的巖土工程勘測提供地層力學(xué)指標(biāo)參考值和地層劃分。本發(fā)明高效、經(jīng)濟、實用，減少了大量的鉆探、坑探工作，尤其適用于鉆機難以到達的地形地質(zhì)條件，結(jié)果合理有效，大大提升了工作效率，降低了成本，為地層的巖土工程力學(xué)性質(zhì)參數(shù)的確定提供了一個有效的解決方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土工程勘測領(lǐng)域，具體涉及一種利用瑞雷面波波速反推地層各種巖土工程力學(xué)參數(shù)的方法。

背景技術(shù)

瑞雷面波在研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、近地表各種工程勘查問題中，尤其在近地表地層結(jié)構(gòu)與屬性特征獲取方面，是一種非常有效的地震勘探方法。由于瑞雷面波與橫波速度密切相關(guān)，因此，通過提取瑞雷面波的頻散曲線來反演橫波速度，進而獲取地層結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等信息以實現(xiàn)勘探目的。其實，瑞雷面波中隱含的信息是非常豐富的，而目前利用瑞雷面波進行勘探的方法提取的信息有限，體現(xiàn)的地質(zhì)信息過于單一、不夠直觀，影響了瑞雷面波在地質(zhì)勘測領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種利用瑞雷面波勘探，從而減少鉆探、坑探工作量，擴展巖土工程勘測適用性，提高勘測速率，降低勘測成本的地層巖土工程力學(xué)參數(shù)確定方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種利用瑞雷面波波速確定地層力學(xué)參數(shù)的方法，包括以下步驟：

a、設(shè)置檢波器：首先，在地面上沿瑞雷面波的傳播方向，以一定的道間距Δx設(shè)置M個檢波器；

b、測量瑞雷面波波速V_R：震源激發(fā)后，在相鄰檢波器之間接收到的瑞雷波的時間差為Δt或瑞雷波的相位差則測量范圍MΔx內(nèi)瑞雷面波波速為：或其中i是自然數(shù),在同一測點測量出一系列頻率f_i的V_Ri值，得到一條V_R-f曲線，即頻散曲線，頻散曲線也可轉(zhuǎn)換為V_R-λ_R曲線，λ_R為瑞雷面波波長，λ_R＝V_R/f；

c、求取瑞雷面波波速V_R與剪切波波速V_S相關(guān)性：通過頻散曲線進行反演解釋，可得到地下不同深度的瑞雷面波波速V_R值；并得出V_R與V_S的相關(guān)式：V_R＝V_S·(0.87+1.12μ)/(1+μ)，其中μ為泊松比；

d、根據(jù)V_R與V_S相關(guān)式求取地基力學(xué)參數(shù)，并適當(dāng)進行鉆探、剪切波法測試、土工試驗，對瑞雷波勘探結(jié)果進行驗證。

其中地基的各種力學(xué)參數(shù)如下：

動剪切模量G_d＝ρV_S²(KPa)，其中ρ是密度，

泊松比μ＝(V_P²-2V_S²)/2(V_P²-V_S²)，其中V_P是縱波波速

靜止土壓力系數(shù)K₀＝(lgV_S-1.875)/0.398，

先期固結(jié)壓力P_C＝100(lgV_S-1.998)/0.51，單位KPa，