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【摘要】瑞雷波勘探法作为一种新兴的工程地震勘探方法，在许多领域中得到大量的实际应用。瞬态瑞雷波法是一种经济有效的检测强夯地基方法，适合大面积的强夯地基检测，本文主要阐述了有关瑞雷波在碎石土强夯地基检测中的应用。
【关键词】瑞雷波，碎石土，强夯地基，检测，应用
中图分类号：TU47 文献标识码： A
一.前言
我过社会经济的发展正处于相对繁荣的阶段，科技的发展水平不断提高。多瞬道态瑞雷波法在强夯地基检测中应用的相关工作，引起了社会的广泛关注。尤其是在碎石土强夯地基检测中，多瞬道态瑞雷波法对于提高地基的检测水平以及解决强夯地基施工中存在的问题，都发挥了至关重要的作用。
二.瑞雷波勘探工作原理和传播特性
1.瑞雷波勘探工作原理
瞬态瑞雷波法又称面波频谱分析法，在地面上进行竖向激震时，均会在其表面附近层状连续介质中产生瑞雷波，外业数据采集时，在地面沿瑞雷波的传播方向上，以一定的道距Δχ设置N个检波器，就可以检测到瑞雷波在（N-1）Δχ长度范围内的传播过程，在同一地段求出一系列频率的瑞雷波速度Vr，就可得到一条瑞雷波频散曲线，不同波长的瑞雷波的传播特性反映了不同深度岩土介质的运动学特性，由频散曲线可以反演地下地下速度界面的分层厚度和速度结构。同时又将分层以及各层的速度参数进行正演计算，以确定每层岩土体的速度和深度参数。根据频散曲线形态、斜率和波速值变化对场地地层进行划分，依据各测点剪切波曲线分层结果，结合地质资料和相关物探资料进行综合解释。
2.瑞雷波的传播特性
在地面垂直激振将产生弹性波。当弹性波到达波阻抗分界面上时，会产生反射、折射现象，同时产生界面波。我们将沿自由表面传播的波称做表面波，其中必有瑞雷波(R波)，它是沿介质自由表面传播的面波，其特点是，质点在通过传播方向的垂直面内沿椭圆轨迹作逆时针运动，其椭圆长轴垂直于介质表面，长短轴之比大致为3:2，振幅在自由表面下不太深的某一部位可达到最大值，然后随深度呈指数函数h-1急剧衰减，传播速度略小于横波(S波)（VR=(0.874-0.956)Vs），但在水平方向衰减很慢。
在均匀弹性介质中，瑞雷波速度是常数，激发频率f、速度VR、和波长λ的关系为λ=VR/f。在非均匀弹性介质中，同频率的振动按不同的速度传播，一定的频率对应着一定的波长，即对应一定的地层深度，这就是瑞雷波的频率(深度)一速度频散特性：当瑞雷波在传播过程中遇到波阻抗界面(速度分界面、密度分界面)时，其频散曲线将会发生畸变，据此达到探测地下不同波阻抗界面的目的。
理论研究表明：瑞雷波在非均匀介质传播时具有频散特性，其能量主要集中在地表以下一个波长的深度内，并且约67%能量集中在1/2波长的深度内，这一特性为利用瑞雷波进行表层分层勘探提供了依据。这说明某一波长的瑞雷波传播速度主要与深度小于λ/2的地层物性有关，于是提出用一定波长的瑞雷波速来近似表征深度小于λ/2地层物性的设想。这一设想得到跨孔地震测量和地震波速测井的佐证，即某一波长(λ)的VR可以近似反映λ/2深度地基的岩土物理力学性质。因为其勘探深度h约为半个波长，h=λ/2=VR/2f，瑞雷波的频率越低，勘探深度越大。当地下地层在深度λ/2以内变化时，能够影响瑞雷波传播速度(VR=λ/f)发生明显变化，即瑞雷波的频散特征变化，利用此特征变化就可以划分不同的地层界面，确定地下地层变化的分布范围及埋藏深度。
三.关于瑞雷波在碎石土强夯地基检测中工作的分析
经过不断的实践活动，瑞雷波在碎石土强夯地基检测中的作用越来越重要。瑞雷波相对于其他的地基检测方法而言，是一种相对高效的检测方法。在实际的强夯地基工作中，需要安排相关的工作人员利用专业的机械设备，将80kV至400kV的重锤反复的起吊到一定的高度，之后让重锤作自由落体运动，利用其自由落体运动将动能转化成冲击波以及高应力，利用冲击波以及高应力来提高地基的强度、降低压缩性等问题，同时，强夯法在一定程度上，可以在反复的夯实过程中，增加地基土层的均匀性，减少日后产生的的地基沉降差异，这种方法通常被用于沿海地区的填海造陆以及低丘整平的相关工作中。强夯地基工作流程图如下：四.关于多瞬道态瑞雷波法应用实例的分析
应用多瞬道态瑞雷波法对强夯地基进行大面积的检测工作中，在一定程度上能够在降低成本、扩大检测面积的同时，进一步提高检测的速度以及进度。随着社会经济的不断发展，填海造陆的工程逐渐从计划变成现实。例如：在辽宁某填海地基工程中，在强夯地基中就充分的应用了多瞬道态瑞雷波法的技术，使之充分发挥的作用，促进了工程检测工作精度水平的提高。具体工程概况如下：在该项工程中，需要利用块石、碎石、砂、粘性土构成的材料，按照相关的施工标准，填土堆填时间需要以工程分布的具体状况为理论依据。在该工程施工之前，安排相关的技术人员进入工程的施工现场，进行彻底的现场勘探工作，并做好记录。再根据工程施工现场的状况，分析施工现场地下土层的分布状况以及土质、土层的问题，确定强夯地基的能级。在强夯地基的施工环节完成后，利用多瞬道态瑞雷波法技术进行强夯地基的检测工作，通过一些列计算，分析相关的指标的数据。之后以波面测点的地基承载力的特征表现，安排相关的技术人员绘制等值线。相关的工作人员还必须参照，工程地基承载力计算与实测值的对比分析表，检测计算出的重要指标的精准度，提高多瞬道态瑞雷波法技术进行强夯地基的检测工作的水平。
1.檢测方法
强夯检测在强夯施工结束后7~10天，检测方法主要有瑞雷波法、静载试验法、以及标贯和动探原位测试方法。首先进行瑞雷波法，在界区选择4~5个代表点进行控制性测试，掌握地基处理后工程性质的总体分布特征，在此基础上，选择代表区域用两种或以上的传统方法进行验证。其一为静载荷试验，底板面积为2×2m2~3×3m2，以便了解较深范围内地基土的承载力和变形模量，静载荷试验压板面积再大，不易施工且造价过高；其二为标贯/动探原位测试，基底下5M深度范围内每M标贯并取原状样，5米以下每1.5m进行一次标准贯入试验，以掌握垂直方向的地基承载力分布情况，强夯加固深度和影响深度;动探试验为连续贯入，采用N63.5或N120进行连续贯入。后二种方法主要是对前一种方法进行验证，对比分析该场地的瑞雷波速和地基承载力的相关关系。
获得瑞雷波法检测与静载试验、标贯/动探试验对比验证资料后在界区内布置瑞雷波测点，瑞雷波法按格网式分布，重点穿过拟建建筑物基础的主要特征受力部位，一般测线间距取5～6m，测点间距取2m左右，兼顾夯点和夯间分布，偏移距取2～6m(场地越硬，可取大些；越软，取小些)。震源30～50kg锅底锤，检波器自振频率4～28Hz，仪器记录时间长度取200～2000ms。
2.应用实例
在实际的多瞬道态瑞雷波法技术进行强夯地基的检测工作中，安排相关工作人员进行施工现场强夯前后面波测试的对比分析工作，确定地基分层横波的波速，并以作为工程地基强夯深度、地基承载力等工作的定性分析工作的理论依据。进行强夯处理后的施工现场，还需要布置多瞬道态瑞雷波测线，按照测试点的布置进行精确的检测、测定工作。此项工作环节应参照事先准备工作阶段确定的示意图进行，强夯处理后施工现场多瞬道态瑞雷波测线布置示意图。
综合应用实例的分析，我们会发现多瞬道态瑞雷波法技术通过多次迭加以及多道相关迭加的原理，可以消除大量的随机干扰，增强实践探测的深度以及精准度。同时，可以提高相关工作的检测效率，在应用工程的多瞬道态瑞雷波法技术的测试结果表明，经过强夯的地基处理，在工程的0.5m至3m的探测深度内，砂土的剪切波速可以达到150左右，加固的效果非常明显。因此，在实际的工作中，我们对于多瞬道态瑞雷波法技术的应用实践还需不断的进行探究，使之在实践应用中的水平进一步提高，为强夯地基检测以及其他的工程检测工作，发挥积极的促进作用，更好的促进相关工程检测工作更好的发展下去。
五.结束语
综上所述，我们有必要在实践中，积极的探索多瞬道态瑞雷波法在强夯地基检测中应用的相关内容，以提高相关工程的施工水平，为我国社会经济的发展以及人们生活水平的提高作出积极的贡献。
参考文献：
[1]林朝旭.多道瞬态瑞雷波法在强夯地基检测中的应用[J].福建建筑，2012（11）.
[2]李昌存，多道瞬态瑞雷波法在地基强夯质量检测中的应用探讨[J].西部探矿工程，2011（9）.
[3]刘统畏译、尼基金（苏）著工程地震勘探原理（M）,北京,地质出版社，2013.
[4]王治勇.强夯地基的几种检测方法.勘察测试与分析.2011年11月.第3卷第11期
[5]耿光旭，胡晓光，赵刚.工程物探在强夯地基检测中的应用.岩土工程学报.2012年5月.第22卷第6期
[6]童立元.陈征宙.刘定恩.瞬态瑞利面波勘探技术在公路工程勘察中的应用[J].地质与勘探，2012（05）.
【关键词】瑞雷波，碎石土，强夯地基，检测，应用
中图分类号：TU47 文献标识码： A
一.前言
我过社会经济的发展正处于相对繁荣的阶段，科技的发展水平不断提高。多瞬道态瑞雷波法在强夯地基检测中应用的相关工作，引起了社会的广泛关注。尤其是在碎石土强夯地基检测中，多瞬道态瑞雷波法对于提高地基的检测水平以及解决强夯地基施工中存在的问题，都发挥了至关重要的作用。
二.瑞雷波勘探工作原理和传播特性
1.瑞雷波勘探工作原理
瞬态瑞雷波法又称面波频谱分析法，在地面上进行竖向激震时，均会在其表面附近层状连续介质中产生瑞雷波，外业数据采集时，在地面沿瑞雷波的传播方向上，以一定的道距Δχ设置N个检波器，就可以检测到瑞雷波在（N-1）Δχ长度范围内的传播过程，在同一地段求出一系列频率的瑞雷波速度Vr，就可得到一条瑞雷波频散曲线，不同波长的瑞雷波的传播特性反映了不同深度岩土介质的运动学特性，由频散曲线可以反演地下地下速度界面的分层厚度和速度结构。同时又将分层以及各层的速度参数进行正演计算，以确定每层岩土体的速度和深度参数。根据频散曲线形态、斜率和波速值变化对场地地层进行划分，依据各测点剪切波曲线分层结果，结合地质资料和相关物探资料进行综合解释。
2.瑞雷波的传播特性
在地面垂直激振将产生弹性波。当弹性波到达波阻抗分界面上时，会产生反射、折射现象，同时产生界面波。我们将沿自由表面传播的波称做表面波，其中必有瑞雷波(R波)，它是沿介质自由表面传播的面波，其特点是，质点在通过传播方向的垂直面内沿椭圆轨迹作逆时针运动，其椭圆长轴垂直于介质表面，长短轴之比大致为3:2，振幅在自由表面下不太深的某一部位可达到最大值，然后随深度呈指数函数h-1急剧衰减，传播速度略小于横波(S波)（VR=(0.874-0.956)Vs），但在水平方向衰减很慢。
在均匀弹性介质中，瑞雷波速度是常数，激发频率f、速度VR、和波长λ的关系为λ=VR/f。在非均匀弹性介质中，同频率的振动按不同的速度传播，一定的频率对应着一定的波长，即对应一定的地层深度，这就是瑞雷波的频率(深度)一速度频散特性：当瑞雷波在传播过程中遇到波阻抗界面(速度分界面、密度分界面)时，其频散曲线将会发生畸变，据此达到探测地下不同波阻抗界面的目的。
理论研究表明：瑞雷波在非均匀介质传播时具有频散特性，其能量主要集中在地表以下一个波长的深度内，并且约67%能量集中在1/2波长的深度内，这一特性为利用瑞雷波进行表层分层勘探提供了依据。这说明某一波长的瑞雷波传播速度主要与深度小于λ/2的地层物性有关，于是提出用一定波长的瑞雷波速来近似表征深度小于λ/2地层物性的设想。这一设想得到跨孔地震测量和地震波速测井的佐证，即某一波长(λ)的VR可以近似反映λ/2深度地基的岩土物理力学性质。因为其勘探深度h约为半个波长，h=λ/2=VR/2f，瑞雷波的频率越低，勘探深度越大。当地下地层在深度λ/2以内变化时，能够影响瑞雷波传播速度(VR=λ/f)发生明显变化，即瑞雷波的频散特征变化，利用此特征变化就可以划分不同的地层界面，确定地下地层变化的分布范围及埋藏深度。
三.关于瑞雷波在碎石土强夯地基检测中工作的分析
经过不断的实践活动，瑞雷波在碎石土强夯地基检测中的作用越来越重要。瑞雷波相对于其他的地基检测方法而言，是一种相对高效的检测方法。在实际的强夯地基工作中，需要安排相关的工作人员利用专业的机械设备，将80kV至400kV的重锤反复的起吊到一定的高度，之后让重锤作自由落体运动，利用其自由落体运动将动能转化成冲击波以及高应力，利用冲击波以及高应力来提高地基的强度、降低压缩性等问题，同时，强夯法在一定程度上，可以在反复的夯实过程中，增加地基土层的均匀性，减少日后产生的的地基沉降差异，这种方法通常被用于沿海地区的填海造陆以及低丘整平的相关工作中。强夯地基工作流程图如下：四.关于多瞬道态瑞雷波法应用实例的分析
应用多瞬道态瑞雷波法对强夯地基进行大面积的检测工作中，在一定程度上能够在降低成本、扩大检测面积的同时，进一步提高检测的速度以及进度。随着社会经济的不断发展，填海造陆的工程逐渐从计划变成现实。例如：在辽宁某填海地基工程中，在强夯地基中就充分的应用了多瞬道态瑞雷波法的技术，使之充分发挥的作用，促进了工程检测工作精度水平的提高。具体工程概况如下：在该项工程中，需要利用块石、碎石、砂、粘性土构成的材料，按照相关的施工标准，填土堆填时间需要以工程分布的具体状况为理论依据。在该工程施工之前，安排相关的技术人员进入工程的施工现场，进行彻底的现场勘探工作，并做好记录。再根据工程施工现场的状况，分析施工现场地下土层的分布状况以及土质、土层的问题，确定强夯地基的能级。在强夯地基的施工环节完成后，利用多瞬道态瑞雷波法技术进行强夯地基的检测工作，通过一些列计算，分析相关的指标的数据。之后以波面测点的地基承载力的特征表现，安排相关的技术人员绘制等值线。相关的工作人员还必须参照，工程地基承载力计算与实测值的对比分析表，检测计算出的重要指标的精准度，提高多瞬道态瑞雷波法技术进行强夯地基的检测工作的水平。
1.檢测方法
强夯检测在强夯施工结束后7~10天，检测方法主要有瑞雷波法、静载试验法、以及标贯和动探原位测试方法。首先进行瑞雷波法，在界区选择4~5个代表点进行控制性测试，掌握地基处理后工程性质的总体分布特征，在此基础上，选择代表区域用两种或以上的传统方法进行验证。其一为静载荷试验，底板面积为2×2m2~3×3m2，以便了解较深范围内地基土的承载力和变形模量，静载荷试验压板面积再大，不易施工且造价过高；其二为标贯/动探原位测试，基底下5M深度范围内每M标贯并取原状样，5米以下每1.5m进行一次标准贯入试验，以掌握垂直方向的地基承载力分布情况，强夯加固深度和影响深度;动探试验为连续贯入，采用N63.5或N120进行连续贯入。后二种方法主要是对前一种方法进行验证，对比分析该场地的瑞雷波速和地基承载力的相关关系。
获得瑞雷波法检测与静载试验、标贯/动探试验对比验证资料后在界区内布置瑞雷波测点，瑞雷波法按格网式分布，重点穿过拟建建筑物基础的主要特征受力部位，一般测线间距取5～6m，测点间距取2m左右，兼顾夯点和夯间分布，偏移距取2～6m(场地越硬，可取大些；越软，取小些)。震源30～50kg锅底锤，检波器自振频率4～28Hz，仪器记录时间长度取200～2000ms。
2.应用实例
在实际的多瞬道态瑞雷波法技术进行强夯地基的检测工作中，安排相关工作人员进行施工现场强夯前后面波测试的对比分析工作，确定地基分层横波的波速，并以作为工程地基强夯深度、地基承载力等工作的定性分析工作的理论依据。进行强夯处理后的施工现场，还需要布置多瞬道态瑞雷波测线，按照测试点的布置进行精确的检测、测定工作。此项工作环节应参照事先准备工作阶段确定的示意图进行，强夯处理后施工现场多瞬道态瑞雷波测线布置示意图。
综合应用实例的分析，我们会发现多瞬道态瑞雷波法技术通过多次迭加以及多道相关迭加的原理，可以消除大量的随机干扰，增强实践探测的深度以及精准度。同时，可以提高相关工作的检测效率，在应用工程的多瞬道态瑞雷波法技术的测试结果表明，经过强夯的地基处理，在工程的0.5m至3m的探测深度内，砂土的剪切波速可以达到150左右，加固的效果非常明显。因此，在实际的工作中，我们对于多瞬道态瑞雷波法技术的应用实践还需不断的进行探究，使之在实践应用中的水平进一步提高，为强夯地基检测以及其他的工程检测工作，发挥积极的促进作用，更好的促进相关工程检测工作更好的发展下去。
五.结束语
综上所述，我们有必要在实践中，积极的探索多瞬道态瑞雷波法在强夯地基检测中应用的相关内容，以提高相关工程的施工水平，为我国社会经济的发展以及人们生活水平的提高作出积极的贡献。
参考文献：
[1]林朝旭.多道瞬态瑞雷波法在强夯地基检测中的应用[J].福建建筑，2012（11）.
[2]李昌存，多道瞬态瑞雷波法在地基强夯质量检测中的应用探讨[J].西部探矿工程，2011（9）.
[3]刘统畏译、尼基金（苏）著工程地震勘探原理（M）,北京,地质出版社，2013.
[4]王治勇.强夯地基的几种检测方法.勘察测试与分析.2011年11月.第3卷第11期
[5]耿光旭，胡晓光，赵刚.工程物探在强夯地基检测中的应用.岩土工程学报.2012年5月.第22卷第6期
[6]童立元.陈征宙.刘定恩.瞬态瑞利面波勘探技术在公路工程勘察中的应用[J].地质与勘探，2012（05）.