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文檔簡介
ICS
CCS
團體標準
T/CSPTC**-****
頻率域地震波法探測規(guī)程
(20210830)
XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實
施
中國科技產業(yè)化促進會發(fā)布
目次
前言..............................................................................................................錯誤!未定義書簽。
引言................................................................................................................................................II
1總則............................................................................................................................................1
2術語和符號................................................................................................................................1
2.1術語................................................................................................................................1
2.2符號................................................................................................................................2
3基本規(guī)定....................................................................................................................................3
3.1一般規(guī)定........................................................................................................................3
3.2儀器設備........................................................................................................................4
3.3現(xiàn)場采集........................................................................................................................5
3.4資料處理與解釋............................................................................................................6
3.5報告編寫........................................................................................................................6
3.6資料校審與歸檔............................................................................................................6
4穩(wěn)態(tài)面波法................................................................................................................................7
4.1一般規(guī)定........................................................................................................................7
4.2儀器設備........................................................................................................................7
4.3現(xiàn)場采集........................................................................................................................8
4.4資料處理與解釋............................................................................................................9
4.5報告編寫......................................................................................................................10
5瞬態(tài)面波法..............................................................................................................................10
5.1一般規(guī)定......................................................................................................................10
5.2儀器設備......................................................................................................................11
5.3現(xiàn)場采集......................................................................................................................12
5.4資料處理與解釋..........................................................................................................13
5.5報告編寫......................................................................................................................13
6微動勘探法..............................................................................................................................14
6.1一般規(guī)定......................................................................................................................14
6.2儀器設備......................................................................................................................14
6.3現(xiàn)場采集......................................................................................................................14
6.4資料處理與解釋..........................................................................................................15
6.5報告編寫......................................................................................................................16
7地脈動測試..............................................................................................................................16
7.1一般規(guī)定......................................................................................................................16
7.2儀器設備......................................................................................................................17
7.3現(xiàn)場采集......................................................................................................................18
7.4資料處理與解釋..........................................................................................................19
7.5報告編寫......................................................................................................................19
本規(guī)程用詞說明..............................................................................................................................21
條文說明..........................................................................................................................................22
I
I
引言
隨著國家地下空間開發(fā)戰(zhàn)略的實施以及城市軌道交通工程建設在大、中城市
的全面鋪開,適用于城市復雜環(huán)境的物理探測技術應用越來越廣泛。頻率域地震
波法具有很強的場地適應性和一定的抗干擾能力,可在房屋密集、交通繁忙、地
面硬化、強人文干擾條件下實施探測和場地評價,目前已發(fā)展成為城市環(huán)境最有
效的地球物理方法之一。為提高頻率域地震波法水平,統(tǒng)一工作方法與技術要求,
確??碧焦ぷ鳒蚀_可靠、技術先進、應用合理,結合地質特點,特制定本規(guī)程。
本規(guī)程在充分研究國內有關頻率域地震波法技術標準和較為成熟的方法技
術基礎上,經過專題研究,認真總結實踐經驗和科研成果后編寫而成,并以調研
的形式充分征求了國內有關單位和專家的意見,經反復修改完善,最后經審查定
稿。
II
頻率域地震波法探測規(guī)程
1總則
1.0.1為規(guī)范頻率域地震波法探測技術應用范圍、應用條件、技術設計、儀器設
備、處理軟件、野外工作、資料處理解譯和報告編寫的實施,做到技術先
進、安全使用、經濟合適、確保質量,制定本規(guī)程。
1.0.2本規(guī)程適用頻率域地震波法進行地質勘探、場地評價。
1.0.3工作中除符合本規(guī)程外,尚應符合國家、行業(yè)現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。
2術語和符號
2.1術語
2.1.1頻率域地震波法frequencydomainseismicwavemethod
依據(jù)地震信號的頻率域特征實現(xiàn)地層結構探測和場地評價的方法。依據(jù)頻率
域特征和作業(yè)方式不同,主要的頻率域地震波法有穩(wěn)態(tài)面波法、瞬態(tài)面波法、微
動法和地脈動測試。
2.1.2面波surfacewave
存在于界面附近,振幅隨著離開界面深度的增加而按指數(shù)減弱的地震波,包
括瑞雷波、拉夫波、水力波、斯通利爾波等。
2.1.3瑞雷面波rayleighsurfacewave
沿介質與空氣接觸的分界面(即地表面或自由平面)傳播的面波,稱為表面
波,簡稱瑞雷波。
2.1.4拉夫面波lovesurfacewave
沿兩種彈性介質間的界面?zhèn)鞑サ拿娌?,稱為拉夫面波,簡稱拉夫波。
2.1.5微動microtremor
指地球表面存在的微弱振動,其震源包括但不限于潮汐、海浪拍擊海岸,以
及人類生產、生活(如工廠機器的振動、交通車輛行駛等)產生的振動,也被稱
為地震噪音、地脈動等。
2.1.6面波法surfacewavemethod
采集由人工震源激發(fā)產生的彈性波,通過分析所接收記錄的面波頻散特征實
現(xiàn)地下介質勘探的方法。
2.1.7穩(wěn)態(tài)面波法staticsurfacewavemethod
通過發(fā)射和接收固定頻率信號方式采集面波記錄的面波法稱為穩(wěn)態(tài)面波法,
本規(guī)程所述穩(wěn)態(tài)面波法指穩(wěn)態(tài)瑞雷面波法。
2.1.8瞬態(tài)面波法transientsurfacewavemethod
通過人工激發(fā)瞬態(tài)脈沖震源采集面波記錄的面波法稱為瞬態(tài)面波法,本規(guī)程
所述瞬態(tài)面波指瞬態(tài)瑞雷面波法。
2.1.9微動勘探法microtremorexploration
1
采集天然的微動信號,通過分析、處理和提取微動信號的特征曲線,經反演
獲得地下橫波速度的變化規(guī)律,探查地質結構的方法。按特征曲線的不同,微動
勘探法分為微動臺陣法和微動譜比法。
2.1.10微動臺陣法microtremorArraymethod
采用專門儀器設備獲取天然垂直向下的微動信號,從微動信號中分析、處理
和提取面波頻散曲線,經反演獲得地下面波速度的變化規(guī)律,進而探查地質結構
的方法。
2.1.11微動譜比法microtremorspectrumratiomethod
采用專門儀器設備觀測三分量天然微動信號,通過處理、提取和分析單點三
分量微動數(shù)據(jù)中水平分量和垂直分量的譜比信息,經反演獲得地下面波速度的變
化規(guī)律,進而探查地質結構的方法。微動譜比法也被稱為單點譜比法、H/V譜比
法、單點H/V法、HVSR法等,廣義微動譜比法是結合了瞬態(tài)面波法、微動臺
陣法(被動源面波)的微動譜比法,也稱為多源頻率地震勘探技術。
2.1.12地脈動測試microseismtest
通過地脈動測量和分析,可以從中獲取由氣象、海洋、地殼構造活動等自然
因素及交通、人類活動等人為因素引起的地球表面固有的微弱振動信息的測試技
術。
2.1.13面波頻散frequencydispersionofsurfacewave
面波各頻率組份具有不同的傳播速度的現(xiàn)象。
2.1.14面波速度surfacewavevelocity
面波在介質中傳播的平均相速度。
2.1.15臺陣array
檢波器拾取微動的排列組合方式。
2.1.16觀測臺陣observationArray
拾取微動信號的檢波器測量系統(tǒng)。
2.1.17最大觀測半徑radiusofsurvey
檢波器與測點之間的最大距離。
2.1.18頻散譜dispersivespectrum
微動數(shù)據(jù)進行空間自相關法計算,獲得的不同頻率對應的速度色譜圖像。
2.1.19特征曲線characteristiccurve
微動信號中能反映地下地層特征的曲線,主要有頻散曲線和譜比曲線兩種。
2.1.20面波頻散曲線dispersioncurve
面波的頻率與波速間關系的曲線。
2.1.21譜比曲線spectrumratiocurve
三分量微動信號中水平分量和垂直分量的振幅譜比值與頻率的關系曲線。
2.2符號
2.2.1頻率域地震波法的常用觀測參數(shù)符號和計量單位有:
2
D,探測深度,m,km(米,千米)
R,觀測半徑,m(米)
2.2.2頻率域地震波法的常用信號特征符號和計量單位有:
f,頻率,Hz(赫[茲])
T,周期,s(秒)
λ,波長,m(米)
ψ,相位,°(度)或mrad(毫弧度)
k,波數(shù),m-1
2.2.3頻率域地震波法的常用地層屬性符號和計量單位有:
Vr,面波相速度,m/s(米/秒)
Vx,視S波速度,m/s(米/秒)
Vs,橫波速度,m/s(米/秒)
ρ,密度,g/cm3(克/厘米3)
3基本規(guī)定
3.1一般規(guī)定
3.1.1頻率域地震波法的適用范圍有:
1探查覆蓋層厚度,劃分地層層序,劃分基巖風化帶;
2探測斷層、破碎帶、巖溶洞穴、地下管道(廊)及地下建(構)筑物等
不均勻體;
3評價路基基床質量和地基整治加固效果,條件適宜時可用于求取地層的
橫波速度等;
4探測其他有波阻抗差異的目標體;
5建筑場地評價。
3.1.2頻率域地震波法的使用應符合下列條件:
1目標體與周圍巖土體應存在明顯波阻抗差異。
2目標體應有足夠的尺度能在地表引起可分辨的異常。
3地形地貌和場地條件應滿足測點布設要求,且地形變化產生的異?;儯?/p>
不顯著改變探測對象的異常形態(tài)或可以進行校正。
4存在振動干擾時,探測對象的異常應能夠從干擾背景中區(qū)分出來。
5觀測數(shù)據(jù)質量應滿足本規(guī)程的要求。
3.1.3頻率域地震波法測網布置應符合下列規(guī)定:
1測網應根據(jù)探測目的布置,實際測線位置可根據(jù)地質任務、工作性質、
勘查對象和地形地貌合理選擇;
2測網密度應能良好反映目標地質體的尺度,應保證異常的連續(xù)、完整和
便于追蹤;
3
3測線方向宜垂直或大角度相交于探測對象或已知異常的走向,避開地形
及其它干擾的影響;
4測線長度應保證異常的完整和足夠的正常背景;
5工區(qū)內或附近有已知鉆孔,測線盡可能穿過鉆孔或測線附近進行試驗。
3.1.4頻率域地震波法測量應符合下列規(guī)定:
1測線的控制基點、起訖點、轉折點、測線上每相距100m的測點、地形
突變點、非均勻分布的物探測點、重要的物探異常點及建議驗證的點位,應進行
坐標測量;
2測網的控制基點應與已知的測量基點聯(lián)測,高程和點位的誤差應符合Ⅱ
級導線測量要求,采用全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)測量,應符合D級測量要求;
3.1.5采用頻率域地震波法進行勘察前,應收集相關資料,包括下列內容:
1勘察任務書;
2場地線位或場地構筑物的平面圖文件;
3已有工程勘察資料;
3.1.6采用頻率域地震波法進行勘察前,應制定勘察方案,應包括下列主要內
容:
1勘察目的及要求,勘察范圍及工作量等;
2勘察場地的地形地質及地球物理條件;
3勘察方法原理;
4采用的儀器設備;
5采用的數(shù)據(jù)處理方法;
6資料解釋原則和方法;
7工作計劃安排,包括人員安排及測線布置;
8安全、質量保證及環(huán)境保護措施;
3.2儀器設備
3.2.1頻率域地震波法儀器應符合下列規(guī)定:
1必須滿足性能穩(wěn)定、結構合理、構件牢固可靠、防潮、抗震和絕緣性良
好等要求,儀器應定期檢查、標定和保養(yǎng)。
2施工前應對儀器設備進行檢查,各項性能和工作狀態(tài)正常才能投入使用;
3模/數(shù)轉換的數(shù)據(jù)位不低于24位;
4動態(tài)范圍不宜低于120dB,輸入阻抗不小于3kΩ;
5有可調、范圍較大的采樣率,最小采樣間隔不大于1ms;
6通道具有良好的一致性,各道振幅相對誤差不應大于±10%,相位相對誤
差不應大于±5%;
7有良好的可調帶通性能及較寬的頻率響應;
8主機面板各端口采用標準接插口。
3.2.2頻率域地震波法的電纜、檢波器應符合以下條件:
4
1電纜不得有破損、斷道、串道、短路現(xiàn)象,絕緣電阻應大于1MΩ;
2應根據(jù)探測目標選用合適主頻的高靈敏度檢波器,檢波器自然頻率不宜
大于4.5Hz;
3檢波器振幅相對誤差不應大于±10%;
4檢波器相位相對誤差不應大于±15%。
5檢波器應具有能與地面良好耦和的部件;
6在地形起伏較大或障礙物較多的地區(qū),宜采用無纜檢波器。
3.2.3頻率域地震波法的檢波器安置應符合以下條件:
1應按類型規(guī)定方向布置檢波器,且與探測面完全耦合;
2應按設計位置安置檢波器,安置困難時可移動,應同時記錄實際偏移量;
3測點周圍的雜草等易引起檢波器震動之物應清除,在風力較大的條件下
工作,檢波器應挖坑埋設;
4檢波器安置點位于虛土、干沙、砂石層等松軟面時,應壓實后布置或挖
坑埋設。
3.3現(xiàn)場采集
3.3.1頻率域地震波法工作參數(shù)選擇與數(shù)據(jù)采集應符合下列規(guī)定:
1工作參數(shù)應通過外業(yè)試驗的方式驗證和確認,宜按以下原則實施;
1)技術試驗剖面應選擇在地質情況比較清楚、有代表性的地段;
2)試驗點應選擇在地形平坦、地質條件相對簡單的區(qū)域,在條件許可時
宜在已知地質剖面上的鉆孔旁進行;
3)通過實測測區(qū)地震信號,分析場地規(guī)則震動干擾情況;計算提取頻散
譜、特征曲線,分析場地頻率特征,判斷可達到的效果。
2采用頻率域地震波法實施地質勘探時,應符合以下規(guī)定:
1)應根據(jù)具體地質任務的要求,結合方法有效性試驗的成果,詳細分析
與評價測區(qū)內的有效勘探深度、最小和最大分辨率,判定方法的有效
性;
2)宜根據(jù)探測目標,在有效性分析的基礎上,通過技術試驗確定數(shù)據(jù)采
集參數(shù);
3)數(shù)據(jù)采集參數(shù)應滿足勘探要求,需充分考慮現(xiàn)場實際作業(yè)條件和各種
干擾因素;
3數(shù)據(jù)采集工作前,應進行儀器檢查和一致性測試;
4數(shù)據(jù)采集工作后,應及時進行數(shù)據(jù)存儲備份,并對數(shù)據(jù)進行復核。
3.3.2頻率域地震波法原始數(shù)據(jù)質量應符合下列規(guī)定:
1地震波形數(shù)據(jù)出現(xiàn)削波現(xiàn)象應視為壞道;
2多道數(shù)據(jù)中壞道超過10%應視為不合格記錄;
3原始記錄出現(xiàn)強烈背景干擾振動時應視為不合格記錄;
5
4不合格記錄,應進行補測。
3.3.3頻率域地震波法外業(yè)工作質量的檢查應符合下列規(guī)定:
1質量檢查工作量不少于工點工作總量的5%;
2檢查記錄相較于原始記錄應無明顯變化及異常;
3觀測精度不符合5%的規(guī)定時,檢查工作量應增加到工作總量的20%,
仍不符合規(guī)定時應重新觀測;
4檢查點在測區(qū)均勻分布,異常與可疑地段應重點檢查;
5檢查觀測與原始觀測應在不同的時間進行;
6質量檢查資料與最終資料一起提交審核。
3.4資料處理與解釋
3.4.1在分析各項物性參數(shù)的基礎上,按從已知到未知、先易后難、點面結合、
反復認識、定性指導定量的原則進行。
3.4.2各方法解釋應相互補充、相互印證,解釋結果不一致時應分析原因,并
說明推斷的前提條件。
3.4.3探測結論應明確描述目標體的形態(tài)、產狀、延伸等要素特征。
3.4.4充分利用其它方法的成果,有驗證鉆孔時,應分析鉆孔資料驗證的規(guī)律,
對解釋結果進行修正。
3.5報告編寫
3.5.1報告編寫應根據(jù)任務書、設計書、設計批復意見及有關標準和要求進行。
3.5.2報告編寫應在系統(tǒng)收集、分析、整理工作區(qū)所需地質、水文等有關資料
的基礎上編寫。
3.5.3報告應詳細、完整反映探測過程,數(shù)據(jù)真實、內容完整、結構嚴謹、結論
準確;報告附圖、附件目的明確、配置合理、美觀整潔。
3.5.4成果報告宜包括:任務來源和要求,地形、地質和物性特征,物探方法
的選擇及采取的技術措施,測網布置和數(shù)據(jù)采集、外業(yè)數(shù)據(jù)的質量評價,資料處
理與解釋,結論建議和成果圖件圖表。
3.5.5成果圖件圖表宜包括:工作平面圖、成果平面圖、各種定性分析和定量
解釋圖件、平/縱斷面成果圖及數(shù)據(jù)表、觀測質量檢查數(shù)據(jù)與評定表。
3.5.6成果圖件的比例應符合工程需要;
3.5.7成果平面圖與工作平面圖可合并繪制,內容宜包括地形、主要地物、物
探測網、異常分布位置、推斷地質界線和建議驗證鉆孔等內容。
3.6資料校審與歸檔
3.6.1報告編寫后,應結合工程需要對報告成果進行復核和審查,并出具審查
6
意見。
3.6.2報告校審后,應根據(jù)意見對其進行修改,將正式的成果報告和資料應存
檔。
4穩(wěn)態(tài)面波法
4.1一般規(guī)定
4.1.1穩(wěn)態(tài)面波法可探查覆蓋層厚度、松散地層沉積層序、基巖風化帶;探測
洞穴、采空區(qū)、沉陷帶、大口徑管道或箱涵等不良地質體和構筑物;評價路基基
床質量和地基整治加固效果;條件適宜時可用于求取地層的橫波速度等。
4.1.2穩(wěn)態(tài)面波法的應用除應符合本規(guī)程第3.1.2條的規(guī)定外,還應符合下列規(guī)
定:
1探測地層應能在震源的激勵下產生瑞雷波;
2宜在平坦地形條件下開展工作;
3觀測時應避免機械、車輛、鉆機等周邊的強震干擾。
4.2儀器設備
4.2.1穩(wěn)態(tài)面波采集儀器設備的技術指標應符合本規(guī)程第3.2.1條的規(guī)定外,還
應符合下列規(guī)定:
1儀器放大器的通頻帶應能滿足震源激發(fā)頻率范圍的要求,其通頻帶低頻
端不宜高于0.5Hz;
2儀器放大器各通道的幅值偏差不應大于5%,相位時差不應大于所用采樣
時間間隔的一半;
3儀器采樣時間間隔應能滿足不同周期面波的時間分辨率;儀器采樣時間
長度應能滿足在最大源檢距采集最大周期面波的需要;
4儀器應具有頻率與幅值一致性的自檢功能。
4.2.2穩(wěn)態(tài)面波法檢波器的技術指標應符合本規(guī)程第3.2.2條的規(guī)定外,還應符
合下列規(guī)定:
1應采用豎直方向或含垂直分量的速度型檢波器;
2檢波器的通頻帶范圍應能夠滿足接收激振器激發(fā)的所有頻率;
3同一排列檢波器之間的自然頻率差不應大于0.1Hz,靈敏度和阻尼系數(shù)
差不應大于5%。
4作業(yè)的各檢波器應具有相同的頻響特性,在滿足自然頻率不高于4.5Hz
的前提下,具體檢波器自然頻率應按下式估算:
?0(4.2.2)
式中:——檢波器自然頻率,單?0位≤H?z?;????
0
?7
——需要探測的最大深度,單位m;
——探測深度范圍內預計平均瑞雷波相速度的最小值,單位m/s;
?
——波長深度轉換系數(shù),無量綱參數(shù)。
??
??
4.2.3穩(wěn)態(tài)面波震源應符合下列規(guī)定:
1穩(wěn)態(tài)面波應采用變頻可控震源單端或兩端激發(fā),震源可采用機械式激振
器和電磁式激振器,應根據(jù)勘察任務要求和場地條件合理選擇震源;
2震源激振器的激發(fā)頻率范圍應滿足勘探深度的要求;
3震源激振器的激發(fā)頻率穩(wěn)定,頻率步長可控,應滿足采集勘探精度的需
要。
4.3現(xiàn)場采集
4.3.1穩(wěn)態(tài)面波法的測線布置應符合本規(guī)程第3.1.3條的規(guī)定外,還應符合下列
規(guī)定:
1測點附近的地形相對平坦,無臨空面;
2測點間距應根據(jù)任務要求和場地條件確定;
3偏移距應根據(jù)探測深度的要求試驗確定。
4.3.2穩(wěn)態(tài)面波現(xiàn)場正式工作前,應進行現(xiàn)場試驗,試驗工作應符合下列規(guī)定:
1現(xiàn)場試驗主要內容應包括儀器各道和檢波器的頻率與幅值一致性檢查和
采集試驗工作;
2應通過現(xiàn)場試驗,確定滿足勘察目的和精度要求的采集方案和采集參數(shù),
包括偏移距、道間距、排列長度、記錄長度、激發(fā)頻率步長等;
4.3.3穩(wěn)態(tài)面波法工作參數(shù)選擇與數(shù)據(jù)采集應符合本規(guī)程第3.3.1條的規(guī)定外,
還應符合下列規(guī)定:
1觀測方式可為點測量和剖面測量,宜采用縱觀測系統(tǒng)的剖面測量,即激
振點和接收檢波器在一條直線上,采用線性等道間距排列方式;
2應采用可控變頻震源單端或兩端激發(fā);
3道間距應小于最小探測深度(最大激發(fā)頻率)所需波長的二分之一,宜
為1~5米,可與選擇激發(fā)頻率范圍中部頻率信號的波長相當;
4偏移距的大小應滿足勘探深度的要求;
5信號采樣率宜選擇高于最高激發(fā)頻率2倍;
6記錄長度宜不小于最低激發(fā)頻率的2倍周期。
4.3.4穩(wěn)態(tài)瑞雷波法原始數(shù)據(jù)質量應符合本規(guī)程第3.3.2條的規(guī)定外,原始數(shù)據(jù)
還應能提取穩(wěn)定頻率相速度值,否則應視為不合格記錄。
4.3.5穩(wěn)態(tài)瑞雷波法外業(yè)工作質量的檢查除應符合本規(guī)程第3.3.3條的規(guī)定外,
還應符合下列規(guī)定:
1曲線的形態(tài)和頻散特征無明顯改變;
8
2“之”字形拐點和曲率變化的位置無明顯位移;
3重要異常及畸變曲線應重復觀測,兩次觀測結果差別較大時應多次觀測,
并選擇面波能量強、干擾小、重復性好的曲線作為有效觀測結果。
4.4資料處理與解釋
4.4.1穩(wěn)態(tài)面波法的資料整理應符合下列規(guī)定:
1外業(yè)結束后應對現(xiàn)場資料進行整理,包括紙質記錄和數(shù)據(jù)記錄;
2紙質記錄包括試驗記錄、儀器自檢記錄、測量記錄和檢查記錄等,紙質
記錄整理完畢后應歸檔;
3數(shù)據(jù)記錄包括穩(wěn)態(tài)面波采集記錄和測點的高程記錄,應符合下列規(guī)定:
1)面波原始記錄應按任務范圍、測線編號進行分類存儲,不得修改和刪
除;
2)測點的高程記錄應形成標高文件;
3)數(shù)據(jù)記錄整理完畢后應歸檔。
4.4.2穩(wěn)態(tài)面波法的數(shù)據(jù)處理應符合下列規(guī)定:
1當存在多次觀測記錄時,應選擇面波能量強、干擾小、頻散曲線重復性
好的記錄進行資料處理;
2頻散曲線宜結合相鄰測點綜合對比分析。
3應在反演前剔除頻散曲線上的畸變點和干擾點,單條頻散曲線的剔除點
數(shù)不應大于頻點總數(shù)的1/3。
5可采用經驗公式或反演獲取地層橫波速度分布,并繪制成果圖。
6頻散曲線的反演計算應符合下列規(guī)定:
1)橫波層速度的反演計算宜遵循由淺及深、逐層調試的原則,使正、反
演結果逐漸逼近;
2)宜結合鉆探資料、頻散曲線曲率變化特征構建初始模型,計算地層橫
波速度和層厚;
7成果圖應符合下列規(guī)定:
1)頻散曲線上不合理的數(shù)據(jù)點應剔除;
2)宜根據(jù)地形文件進行地形校正;
3)成果剖面應標注距離比例尺和波速比例尺;
4)頻散曲線圖宜采用頻率-橫波速度顯示。
4.4.3穩(wěn)態(tài)面波法成果的分析解釋除應符合本規(guī)程第3.4條的規(guī)定外,還應符
合下列規(guī)定:
1頻散曲線的地層反演分析應符合下列規(guī)定:
1)對于近水平層狀地層,反演結果應視為排列中點位置豎直方向地層的
波速分布;
2)對于傾斜地層,反演結果應視為排列中點位置至地層界面法向深度的
波速分布。
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2地質解釋應結合既有資料、頻散曲線特征、橫波速度剖面進行綜合對比
分析;
3速度剖面圖的分析應從整體上分析正常與異常的速度值,然后從局部上
分析異常特征,綜合分析異常所反映目的體(斷層、巖層接觸帶、巖溶等)的性
質。
4應對推斷的前提條件和結論進行說明;
5基于獲得的橫波速度可計算地層動剪切模量、動彈性模量和泊松比:
1)地層的動剪切模量應按下式計算:
2
GdvS
Gv
式中:d—動剪切模量(Pa);S—地層的剪切波波速(m/s);—質
量密度(kg/m3)。
2)地層的動彈性模量應按下式計算:
2
E???
式中:d—動彈性模量(Pa?)。=21+???
3)地層的泊松比應按下式計算:
v22v2
PS
d22
2vPvS
v
式中:P—地層的壓縮波波速(m/s)。
6利用橫波速度進行抗震場地類別劃分時,應按國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定
計算土層的等效剪切波速。
4.5報告編寫
4.5.1穩(wěn)態(tài)面波勘察報告除應符合本規(guī)程第3.5條的規(guī)定外,還應符合下列規(guī)
定:
1應包含穩(wěn)態(tài)面波的方法原理、儀器設備、激震與接收方式及工作布置等;
2應包含資料的解釋分析;
3應包含結論與建議。
5瞬態(tài)面波法
5.1一般規(guī)定
5.1.1瞬態(tài)面波法可探查覆蓋層厚度、松散地層沉積層序、基巖風化帶;探測
洞穴、采空區(qū)、沉陷帶、大口徑管道或箱涵等不良地質體和構筑物;評價路基基
床質量和地基整治加固效果;條件適宜時可用于求取地層的橫波速度等。
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5.1.2瞬態(tài)面波法的應用除應符合本規(guī)程第3.1.2條的規(guī)定外,還應符合下列規(guī)
定:
1探測地層應能在震源的激勵下產生瑞雷波;
2宜在平坦地形條件下開展工作;
3觀測時應避免機械、車輛、鉆機等周邊的強震干擾。
5.2儀器設備
5.2.1瞬態(tài)面波法采集儀器設備的技術指標除應符合本規(guī)程第3.2.1條的規(guī)定
外,還應符合下列規(guī)定:
1儀器的通頻帶應能滿足震源激發(fā)頻率范圍的要求,其通頻帶低頻端不宜
高于0.5Hz;
2儀器放大器各通道的幅值偏差不應大于5%,相位時差不應大于所用采樣
時間間隔的一半;
3儀器采樣時間間隔應能滿足不同周期面波的時間分辨率;儀器采樣時間
長度應能滿足在最大源檢距采集最大周期面波的需要;
4儀器應具有頻率與幅值一致性的自檢功能,宜具有現(xiàn)場處理、分析和解
釋的功能;
5儀器放大器的通道數(shù)不應少于12通道。
5.2.2瞬態(tài)面波法檢波器的技術指標除應符合本規(guī)程第3.2.2條的規(guī)定外,還應
符合下列規(guī)定:
1各檢波器應具有相同的頻響特性;
2應采用豎直方向或含垂直分量的速度型檢波器;
3檢波器的通頻帶范圍應能夠滿足接收到激振器激發(fā)的有效頻率;
4同一排列檢波器之間的自然頻率差不應大于0.1Hz,靈敏度和阻尼系數(shù)
差不應大于5%。
5作業(yè)的各檢波器應符合本規(guī)程第4.2.2條第4款的規(guī)定。
5.2.3瞬態(tài)面波法激發(fā)震源應符合下列規(guī)定:
1震源頻率與能量的選擇應根據(jù)勘探深度確定,應滿足面波勘察的要求;
2震源可采用人工錘擊、機械沖擊或爆炸等方式;
3當勘探深度小于20m時,宜選擇人工錘擊;當勘探深度為20m~50m時,
宜選擇落重或機械沖擊激震;當勘探深度大于50m時,宜選擇爆炸激震或其他
大能量激震方式;
4單斜地層宜在地層下傾方向激振;
5.2.4面波的激發(fā)應符合下列要求:
1應根據(jù)勘察任務要求和場地條件合理選擇震源;
2使用人工錘擊震源或機械沖擊震源時應在激震點敷設墊板,目標體上有
足夠的頻散點,滿足勘探要求;
3使用爆炸震源時藥量應通過試驗確定,觸發(fā)方式宜采用回線記時法。
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5.3現(xiàn)場采集
5.3.1瞬態(tài)面波法的測線布置除應符合本規(guī)程第3.1.3條的規(guī)定外,還應符合下
列規(guī)定:
1測點附近的地形相對平坦,無臨空面;
2測點間距應根據(jù)任務要求和場地條件確定,一條測線不得少于3個測點;
3偏移距應根據(jù)探測深度的要求試驗確定;
4觀測參數(shù)應通過試驗確定,地質情況變化時應及時調整。
5.3.2瞬態(tài)面波現(xiàn)場正式工作前,應進行現(xiàn)場試驗,試驗工作應符合下列規(guī)定:
1現(xiàn)場試驗主要內容應包括儀器各道和檢波器的頻率與幅值一致性檢查和
采集試驗工作,儀器設備系統(tǒng)的頻響與幅值的一致性檢查,應符合下列要求:
1)儀器各道的一致性檢查,宜采用在各道輸入端并聯(lián)后接入信號源,采
集與工作記錄參數(shù)相同的記錄,分析儀器各道的頻響與幅度的一致性;
2)檢波器的一致性檢查,應選擇介質均勻的地點,將檢波器密集地安插
牢固,在大于10m地方激震,采集面波記錄,分析檢波器頻響與幅度的
一致性;
3)儀器通道和檢波器的頻響與幅度特性,應符合本規(guī)程第4.2節(jié)的要求。
2應通過現(xiàn)場試驗,確定滿足勘察目的和精度要求的采集方案和采集參數(shù),
包括偏移距、道間距、排列長度、記錄長度等;
3應根據(jù)采集記錄進行頻譜分析,確定滿足勘探深度和分辨薄層需要的最
佳激震方式。
5.3.3瞬態(tài)面波法工作參數(shù)選擇與數(shù)據(jù)采集除應符合本規(guī)程第3.3.1條的規(guī)定
外,還應符合下列規(guī)定:
1宜采用縱觀測系統(tǒng)的剖面測量,即激振點和接收檢波器在一條直線上,
采用線性等道間距排列方式,個別檢波器需要移動安置時宜在垂直排列的方向上
移動,允許移動距離為道間距的1/5;
2宜采用瞬態(tài)震源單端或兩端激發(fā);
3道間距應小于最小探測深度(最大激發(fā)頻率)所需波長的二分之一,宜
為1~5米,可與選擇激發(fā)頻率范圍中部頻率信號的波長相當;檢波道數(shù)不宜小
于12道,排列長度應大于預期面波最大波長的一半,三參數(shù)綜合考慮后確定;
4偏移距的大小應滿足勘探深度的要求;
5信號采樣率宜選擇高于最高有效頻率的2倍;
6記錄長度宜不小于最低有效頻率的2倍周期。
7多次覆蓋觀測宜采用單邊激發(fā)多次覆蓋連續(xù)觀測系統(tǒng),覆蓋次數(shù)不小于
3次;
8應按設計的位置等間隔安置檢波器,個別檢波器需要移動安置時宜在垂
直排列的方向上移動,允許移動距離為道間距的1/5;
9排列的中點應為面波勘探記錄點。
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5.3.4瞬態(tài)瑞雷波法原始數(shù)據(jù)質量除應符合本規(guī)程第3.3.2條的規(guī)定外,還應符
合下列規(guī)定:
1對記錄長度不滿足采集最大源檢距基階面波的記錄,應視為不合格記錄;
2記錄中的基階面波應為強勢波,否則應視為不合格記錄。
5.3.5瞬態(tài)瑞雷波法外業(yè)工作質量的檢查除應符合本規(guī)程第3.3.3條的規(guī)定外,
還應符合下列規(guī)定:
1曲線的形態(tài)和頻散特征無明顯改變;
2“之”字形拐點和曲率變化的位置無明顯位移;
3重要異常及畸變曲線應重復觀測,兩次觀測結果差別較大時應多次觀測,
并選擇面波能量強、干擾小、重復性好的曲線作為有效觀測結果。
5.4資料處理與解釋
5.4.1瞬態(tài)面波法的資料整理應符合下列規(guī)定:
1外業(yè)結束后應對現(xiàn)場資料進行整理,包括紙質記錄和數(shù)據(jù)記錄。
2紙質記錄包括試驗記錄、儀器自檢記錄、測量記錄和檢查記錄等,紙質
記錄整理完畢后應歸檔。
3數(shù)據(jù)記錄包括面波原始記錄和測量記錄,整理應符合下列規(guī)定:
1)現(xiàn)場采集面波記錄應根據(jù)工區(qū)、測線分類存儲備份;
2)測量記錄包括測點的坐標和高程,整理復核后應與面波原始記錄統(tǒng)一
保存;
3)數(shù)據(jù)記錄整理完畢后應歸檔;
4)留作存檔的數(shù)據(jù)記錄不得修改和刪除。
5.4.2瞬態(tài)面波法的數(shù)據(jù)處理應符合本規(guī)程第4.4.2條的規(guī)定外,還應符合下列
規(guī)定:
1根據(jù)面波數(shù)據(jù)采集方式的不同,頻散譜分析法可采用面波譜分析法
(SASW)、波場變換法(FK、FV、FP)以及共中心點互相關法(CMPCC);
2頻散曲線提取應符合下列規(guī)定:
1)相位差面波數(shù)據(jù)應采用面波譜分析法提取頻散曲線;
2)多道面波(MASW)數(shù)據(jù)宜采用波場變換法在FK域、FV域、FP域
提取頻散曲線;
3)在水平層狀條件下,可采用共中心點互相關法(CMPCC)提取頻散曲線;
4)二維濾波應突出基階面波能量。
5.4.3瞬態(tài)面波法成果的分析解釋應符合本規(guī)程第5.4.3條的規(guī)定。
5.5報告編寫
5.5.1瞬態(tài)面波勘察報告除應符合本規(guī)程第3.5條的規(guī)定外,還應符合下列規(guī)
定:
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1應包含瞬態(tài)面波的方法原理、儀器設備、激震與接收方式及工作布置等;
2應包含資料的解釋分析;
3應包含結論與建議。
6微動勘探法
6.1一般規(guī)定
6.1.1微動勘探法可用于探查覆蓋層厚度,劃分地層層序,劃分基巖風化帶,
探測斷層、破碎帶、巖溶洞穴、地下管道(廊)及地下建(構)筑物等不均勻體,
評價路基基床質量和地基整治加固效果等。
6.1.2微動勘探法包含微動臺陣法和微動譜比法,應用中除應符合本規(guī)程第
3.1.2條的規(guī)定外,探測地層中應存在隨機來源的微動信號,且探測目標具有一
定規(guī)模。若場地條件允許,微動譜比法可結合微動臺陣法、瞬態(tài)瑞雷面波法開展
多源頻率地震勘探。
6.2儀器設備
6.2.1應選用專業(yè)微動探測設備除應符合本規(guī)程第3.2.1條的規(guī)定外,儀器設備
應滿足如下要求:
1數(shù)據(jù)采集宜采用分布式設備,應具備多臺授時同步功能,時間漂移應小
于1ms/10h,記錄時長應≥15min;
2通頻帶宜為0.5Hz~1000Hz;
3應具備低功耗性能,續(xù)航宜不小于24小時;
4宜具有實時數(shù)據(jù)監(jiān)控功能;
5數(shù)據(jù)采集宜支持無線通訊方式和盲采方式。
6.2.2微動勘探法檢波器的技術指標應符合本規(guī)程第3.2.2條的規(guī)定外,微動臺
陣法應使用垂直分量低頻檢波器,微動譜比法應使用相互正交的三分量低頻檢波
器,且應具有水平調節(jié)功能;
6.3現(xiàn)場采集
6.3.1微動勘探法測線的布置除應符合本規(guī)程第3.1.3條的規(guī)定外,還應符合下
列規(guī)定:
1測點附近的地形相對平坦,無臨空面;
2微動臺陣法應根據(jù)探測深度確定觀測半徑,探測深度小于或等于100m
時,觀測半徑不宜小于探測深度的1/10;探測深度大于100m時,觀測半徑宜為
探測深度的1/3~1/5;應測量各觀測點的位置;
3微動譜比法數(shù)據(jù)采集時可采用單點模式和多點聯(lián)合采集模式,采用多點
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模式時,宜不小于12道。
4觀測參數(shù)應通過試驗確定,地質情況變化時應及時調整。
6.3.2微動臺陣法工作參數(shù)選擇與數(shù)據(jù)采集除應符合本規(guī)程第6.3.1條的規(guī)定
外,還應符合下列規(guī)定:
1臺陣裝置應進行有效性試驗,宜采用二維臺陣觀測型式,有效性試驗適
宜時可直線型觀測方式。
2同一臺陣數(shù)據(jù)采集裝置范圍內,地形起伏最大高程差宜小于觀測半徑的
1/5;
3裝置內最小道間距應小于有效最小探測深度所需波長的二分之一;
4信號采樣率宜選擇高于最高有效頻率2倍,記錄長度宜不小于15min;
5采用分布式采集時,應先進行裝置時間同步。
6.3.3微動譜比法工作參數(shù)選擇與數(shù)據(jù)采集應符合本規(guī)程第6.3.2條的規(guī)定外,
還應符合下列規(guī)定:
1檢波器應為相互垂直的三分量檢波器,水平埋設,水平角應小于2°,
同一裝置內的不同檢波器水平方位保持方向一致;
2多測點聯(lián)合采集時,應保持各檢波器方向一致,可統(tǒng)一沿某一方向安置;
3宜實時監(jiān)測微動原始波形和譜比曲線;
4記錄時長應≥10min。
6.3.4微動勘探法外業(yè)工作質量的檢查除應符合本規(guī)程第3.3.3條的規(guī)定外,檢
查觀測和原始觀測主要對比測點的波形(幅值、相位)、頻散譜、頻散曲線和譜
比曲線特性,兩次觀測采用相同參數(shù)得出的頻點的面波速度的允許均方相對誤差
為±10%,并滿足以下規(guī)定:
1兩次觀測采用相同參數(shù)得出的頻點的面波速度的允許均方相對誤差為
±10%;
2采用微動臺陣法時,應采用當前測點的頻散曲線均方根誤差進行質量評
價。設檢查觀測并參與統(tǒng)計的頻點數(shù)為N,mi為第i個頻點的面波速度值(Vx)
相對誤差,均方根誤差按下列公式計算:
M=..................................................(6.3.4-1)
1n2
3采用微動譜比法時,±應采n