2015年岩土工程师考试《材料力学》考点辅导(7)
波速试验
波速测试适用于测定各类岩土体的波速，确定与波速有关的岩土参数，检验岩土加固与改良的效果。可采用跨孔法、单孔法或面波法。
(一)、试验方法
跨孔法波速测试的孔距在土层中宜为4m，在岩层中宜为8～15m。近地表的测点宜布置在0.4倍孔距的深度处，其余测点深度间距宜为1～2m。当孔深大于15m时，应进行钻孔倾斜度及倾斜方位的量测，量测深度间距宜为lm。
单孔法波速测试，试验孔应垂直，在距孔口1.0～3.Om处，放置一长度为2～3m的混凝土板或木板，上压约500kg重物，用锤沿板纵轴从两个相反方向水平敲击板端，产生水平剪切波，将检波器固定在孔内不同深度处接收剪切波。测试应自下而上进行，在一个试验深度上，应重复试验多次，保证试验质量。
面波法波速测试，测定不同激振频率下瑞利波的波长。可得地表以下一个波长深度范围内土的平均波速(瑞利波或剪切波)。 面波法适用于地质条件简单、波速高的土层下伏波速低的土层的场地，测试深度不大。当激振频率大于20-30Hz，测试深度小于3-5m。
(二)、波速试验成果分析
1 在波形记录上识别压缩波和第一个剪切波的初至时间。
2 根据压缩波和剪切波的传播时间和距离，确定压缩波与剪切波的波速。
3 确定地层小应变的剪切模量、弹性模量、泊松比和动刚度。
Vs=(G/ρ)1/2 Vp=[(λ+2G)/ ρ]1/2 VR=[(0.87+1.12μ)/(1+μ)]Vs
G=[E/2(1+μ)] λ=μE/[(1+μ)(1-2μ)]
式中 Vs、Vp、VR-分别为剪切波速、压缩波速和瑞利波速;
G-土的剪切模量;μ-土的泊松比;E-土的弹性模量;λ-土的阻尼比;
ρ-土的密度。