基于钻孔地脉动分析土层剪切波速

论文摘要

土层剪切波速是建筑场地类别划分、地震小区划、场地地震反应分析及地基饱和砂土液化判别的重要参数,寻求便捷、经济、可靠的波速测试方法一直是工程界探讨的热点问题之一。近年来,剪切波速测试技术得到不断发展,但是由于单孔法能较可靠地测试场地土层波速,工程中仍广泛采用。尽管如此,单孔法测试波速存在一些不足之处,如需要在地表人工激发剪切波,测试深度有限等。目前,采用地表微动信息反演土层波速结构方法广受关注。本文采用自主研发的BMT-I型钻孔脉动测试设备测试钻孔内深部土层脉动,并分析了钻孔脉动和土层剪切波速的关系。论文主要研究内容和取得的成果如下:（1）提出了一种脉动数据处理的新方法—地表参考点谱比法。在现有的地脉动数据处理方法基础上,结合钻孔脉动试验模型定义了地表参考点谱比法的基本公式。该方法通过地表测点与钻孔测点反应谱的谱比分析可了解测点间土层的动力特性。最后分析了地表参考点谱比法处理钻孔脉动的可行性,并进一步探讨了该方法可用于场地土层剪切波速分析的原理。与相对参考点谱比法相比,该方法参考点的选取不受场地条件的限制。（2）完成了烟台恒大御山华府和龙湖四期工程两场地的钻孔脉动及波速测试试验,利用地表参考点谱比法对钻孔脉动分析,结果表明:由地表参考点谱比法得到的放大谱曲线在场地卓越频率一定范围内趋于定值。通过对比分析各土层谱比曲线相关参数与单孔法波速测试结果,采用数学拟合方法建立两者之间的关系,取得了拟合优度较高的拟合结果。（3）通过东莱郡工程场地实测结果,验证了拟合函数关系式的适用性。对由该函数关系式波速反算结果与单孔法波速测试结果进行了对比分析,结果表明该方法得到的土层剪切波速结构可应用于实际工程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 剪切波速测试技术的发展及工程应用
•     1.2.2 关于地脉动的研究现状
•   1.3 论文的主要研究内容及创新点
•     1.3.1 主要研究内容
•     1.3.2 创新点
• 2 剪切波速测试方法分析
•   2.1 引言
•   2.2 钻孔法
•     2.2.1 地面激振单孔法
•     2.2.2 井下自激振单孔法
•     2.2.3 跨孔法
•   2.3 面波法
•     2.3.1 主动源表面波法
•     2.3.2 被动源表面波法
•   2.4 本章小结
• 3 地脉动信号处理方法
•   3.1 引言
•   3.2 地脉动理论简析
•   3.3 地脉动数据处理方法
•     3.3.1 直接傅里叶变换法
•     3.3.2 相对参考点谱比法
•     3.3.3 单点谱比法
•     3.3.4 利用长周期地脉动反演土层波速结构
•   3.4 地表参考点谱比法
•     3.4.1 地表参考点谱比法的提出
•     3.4.2 地表参考点谱比公式
•     3.4.3 地表参考点谱比法分析土层剪切波速原理
•   3.5 本章小结
• 4 钻孔脉动测试与数据分析
•   4.1 引言
•   4.2 测试场地相关资料
•     4.2.1 场地基本情况简介
•     4.2.2 场地工程勘探资料
•   4.3 脉动及波速测试试验方案
•     4.3.1 试验主要测试设备
•     4.3.2 仪器和测点布置
•     4.3.3 测试流程
•   4.4 测试成果与数据分析
•     4.4.1 测试成果
•     4.4.2 剪切波速计算
•     4.4.3 脉动数据处理与分析
•     4.4.4 剪切波速非线性拟合
•   4.5 本章小结
• 5 工程实例与波速分析
•   5.1 引言
•   5.2 测试场地资料信息
•     5.2.1 测试场地环境简介
•     5.2.2 场地土层基本信息
•   5.3 波速测试与脉动测试
•   5.4 数据处理与误差分析
•   5.5 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张帝

导师: 曲淑英

关键词: 剪切波速,钻孔地脉动,地表参考点谱比法,波速反算

来源: 烟台大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 烟台大学

分类号: TU435

总页数: 88

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