某地铁岩土工程勘察方法分析.pdf
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1、 89某地铁岩土工程勘察方法分析刘港1,2(1.中国建筑第六工程局有限公司,天津 300451;2.华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室,广州 510640)摘要 基于轨道交通线路施工实例,选择室内试验、原位测试、勘探与取样,并同时采用工程物探、工程地质调查与测绘的综合性勘察方式,视工程需要,选择或针对性进行工程物探、动力触探、静力触探、十字板剪切试验、旁压试验、螺旋板荷载试验等不同类型的测试与试验,不同的勘察手段、方法彼此之间印证,不同勘察的结论综合研究,提供准确的岩土参数建议值。关键词 地铁工程;隧道施工;工程勘察;方法分析;方案建议 中图分类号TU 19 文献标志码A 文章编号100
2、1-523X(2023)08-0089-04ANALYSIS ON THE INVESTIGATION METHOD OF A METRO GEOTECHNICAL ENGINEERINGLiu Gang AbstractBased on the construction examples of rail transit lines,this study selects indoor test,in-situ test,exploration and sampling,and simultaneously adopts the integrated investigation methods
3、of engineering geophysical exploration,engineering geological survey and mapping.According to the needs of the project,Select or target different types of tests and tests such as engineering geophysical exploration,dynamic exploration,static exploration,cross plate shear test,side pressure test,spir
4、al plate load test,etc.Different investigation means and methods confirm each other,comprehensive study of different investigation conclusions,and provide accurate geotechnical parameter recommendations.Keywordssubway engineering;tunnel construction;engineering survey;methods to analyze;proposed pro
5、jects1 工程概况本工程线路全长53.5 km,其中地下线长7.5 km,地上线长46.0 km,设13座车站,其中地下站3座,高架站10座。2 测试实施方案2.1 波速测试2.1.1 测试方法弹性波在地层介质中的传播,可分为压缩波(P波)和剪切波(S波),两种波在介质中的传播特征和波速是不相同的,本次测试的目的主要是了解并提供各地层的动力参数。测试所用仪器为GJY1A浅层地震仪,其最小采样间隔为5.25 s,最大增益为96 dp,时间分辨精度达0.5 ms以上。震源为击板法。测试时将击振板放在离孔口13 m的地面,击振板的规格为长2.80 m,宽0.3 m,厚0.05 m,并保持两者之间
6、接触良好,用汽车前轮压在木板上或在木板上压约500 kg的重物,用内置有传感器的大铁锤敲击木板端部,使地层产生横向的 波动。当对波速由振源达到测点之间的耗时进行计算的时候,校正斜距的方法为:T=KTL(1)K=H+H0/L2+(H+H0)2(2)式中:T为被斜距校正之后地震波由振源点达到测点的时长(s);TL为由振源达到测点的地震波时长(s);K为斜距校正系数;H为测点的深度(m);H0为孔口与振源之间的高度差(m),当孔口高于振源时,小于零;L为测试孔距板中心的水平向长度(m)。根据下面的公式对每一波速层的剪切波波速、压缩波波速进行计算:V=H/T(3)式中:V为波速层的波速(m/s);H为
7、波速层的厚度(m);T为剪切波或者压缩波到达波速底面与顶面之间的时差(s)。在实际计算中,当波速层较厚而有多个测点时,由于已有大致的地层分层,可使同一层中的测点较均匀分布。2.1.2 波速测井计算在室内数据处理和计算时,对每个测试孔的实收稿日期:20230322作者简介:刘港(1986),男,河南滑县人,高级工程师,主要研究方向为岩土、结构工程、工程管理等。市政工程建 筑 技 术 开 发90 Municipal EngineeringBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月际波形,先读出每个测点的读时TL,然后进行斜距校正,求得校正后的读时T,
8、井中任意相邻两测点i和i+1的深度分别为Hi和Hi+1,则校正后的读时分别为Ti和Ti+1,该两点间的层速度为:Vi,i+1=(Hi+1Hi)/(Ti+1Ti)(4)对应个层位的动弹性模量Ed、动剪切模量Gd和泊松比则按下面的式子计算:=(V 2p2V 2s)/2(V 2pV 2s)Ed=2(1+)V 2s(5)Gd=V 2s式中:Gd为动剪变模量(kPa);Ed为动弹性模量(kPa);为质量密度(t/m3);为动泊松比。根据波速实测结果,计算提交岩土层横波波速、纵波波速及岩体完整性系数、弹性模、泊松比。2.2 电阻率测试(钻孔测井法)2.2.1 测试方法井中有3个电极,两个测量电极为M、N,
9、一个供电电级为A,另外一个供电极B置于井口30 m以外处,这样电极装置系数K为:K=4AMANMN(6)测试时,对A与B两极将通过选择高压直流电进行供电,与此同时还对供电点流I做笔记,M与N两者之间的电位差U随之被测量,位于MN的中心的点作为测量点O的视电阻率s由下式算出:s=KU/I(7)实际测试工作中AM=0.6 m、AN=0.7 m、MN=0.2 m、AO=0.6 m。2.2.2 视电阻率测试结果依底部梯度电极系原理,在测试中计算出测试孔每个测点的视电阻率。2.2.3 工作布置初步勘察时,按照2孔每一地质单元对电阻率进行测试。详细勘察的时候,2孔每工点对电阻率进行测试。当初勘的时候,测试
10、车辆段的电阻率一般布置4孔,详勘阶段根据车辆段设计的需要进行布置。3 工程物探方案3.1 地震反射波法3.1.1 反射地震勘探方法原理地下具有波阻抗差异的地层界面或者反射界面为反射地震勘探的前提。如图1所示,如果激发发生于测线的不同位置O1、O2、O3处的时候,观测点S1、S2、S3 与之对应能够捕获从地下反射界面R上相同点A的反射波,到时与之对应分别是t1、t2、t3,上面提到的A点是共反射点,M是共中心点。将共反射点各叠加道数据在资料处理时从原始共炮点记录道集中抽出集合在一起,就是共反射点道集的右半支。HRTO1O5S1S5MAx5x4x3x2x1Ot0 x1x2x3x4X2 d图1 共反
11、射点探测原理随之交换接收点S与激发点O,因此能够获取共反射点道集的左半支,如此能够获取一条完整的共反射点时距曲线,曲线方程如下:(8)式中:t0=2h/v。综上所述,类似于普通反射波时距曲线方程,不同的是共反射点时距曲线反映的是在地下反射界面上的一个点,正常时差(能够获取共反射点时距曲线方程)如下:(9)由上可得,处理资料的时候,对正常时差(NMO)进行校正的时候,一条直线通过将双曲线型的共反射点时距曲线进行校正之后而得到,随后并将该线同相进行叠加,可获取类似于自激自收的M点位置处的反射信息,同理进行处理对于测线上的其它各个点,叠加的时间剖面(一组反映各个点自激自收反射信息的)便能够被获取。3
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