随着我国经济发展,黄土地区工程活动建设进程加快,黄土高原地区的工程建设成为了大力发展中西部地区的重要组成部分。黄土作为一种特殊性土,具有富含大孔隙、垂直节理发育、水敏性强等特点。对黄土地层结构的错误判断会给工程建设以及生命财产造成严重的破坏和损失。采用原位测试方法对黄土地层进行波速测定,有助于了解黄土地层的天然结构特性。本文选取河曲县庄子村一处典型的黄土-古土壤地层,开展波速测试和探井取样密度测定工作。在试验平台上设计施工了6个钻孔和1个探井,钻孔平均深60米,探井深30m。钻孔分为两组,第一组使用常规剪切波激发方式激发,发现剪切波波形中存在干扰压缩波较多、正反剪波形振幅不一致而导致初至时间不易判读的问题。针对上述问题,第二组使用剪切波锤击发生装置进行优化后的方式激发,结果发现剪切波波形中几乎无压缩波等杂波干扰,正反剪波形清晰、初至可辨。根据优化激发方式获得的波形信息计算出黄土地层的波速,结果发现,在测试深度范围内,剪切波和压缩波波速整体上均随深度增加呈阶梯型增大。依据剪切波波速可将黄土-古土壤地层划分为五层,自上而下地层厚度分别为13m、11.3m、18m、11.7m和6m,对应地层波速的大小分别为279m/s、346m/s、422m/s、457m/s和558m/s;依据压缩波波速可将黄土-古土壤地层划分为四层,自上而下地层厚度分别为13m、14.7m、26.7m和5.7m,对应地层波速的大小分别为467m/s、638m/s、780m/s和988m/s。结合波速试验场地地质剖面,发现利用剪切波波速地层分界线推断出的地层产状倾角与实际地层有较好的一致性,即剪切波波速能更准确反映黄土地层结构特征。同时将剪切波和压缩波波速与地层密度进行对照分析发现,两种波的波速与干密度和天然密度间存在相关关系。