WAVE2000剪切波波速測試儀 用戶手冊

*章   概  述

     國家十分重視建筑物的抗震減災(zāi)工作，有關(guān)部門已制定和頒布了相關(guān)的法規(guī)和規(guī)范。為貫徹執(zhí)行《中華人民共和國建筑法》和《中華人民共和國防震減災(zāi)法》并實(shí)行以預(yù)防為主的方針，根據(jù)中華人民共和國《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011－2010）及《工程場地地震安全性評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（GB17741－1999）的要求，在選擇建筑場地時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程需要，掌握地震活動(dòng)情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料，對(duì)抗震有利、不利和危險(xiǎn)地段做出綜合評(píng)價(jià)。建筑所在地區(qū)遭受的地震影響，應(yīng)采用相應(yīng)于抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)特征周期來表征。建筑的設(shè)計(jì)特征周期應(yīng)根據(jù)其所在地的設(shè)計(jì)地震分組和場地類別確定，而場地的類別劃分，則以土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度為準(zhǔn)。正因?yàn)槿绱?，要?jiǎng)澐謽?gòu)筑物（核電站、水壩、大型發(fā)電廠、房屋建筑、高速公路、鐵路等）所在場地的類別，則必須對(duì)場地地基土的有關(guān)動(dòng)力參數(shù)：剪切波速Vs、壓縮波速Vp等進(jìn)行測試。同時(shí)還可據(jù)有關(guān)理論，進(jìn)一步計(jì)算出土層的動(dòng)彈性模量Ed、動(dòng)剪切模量Gd、動(dòng)泊松比Ud和體積模量K等有關(guān)參數(shù)。

WAVE2000剪切波波速測試儀/波速儀，是我公司依據(jù)相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)了國內(nèi)外有關(guān)產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)特性結(jié)合我國實(shí)際測試的現(xiàn)狀研制的新一代場地振動(dòng)測試儀器，它既融入了現(xiàn)場測試的寶貴經(jīng)驗(yàn)，又吸納了當(dāng)今新電子技術(shù)和工程儀器設(shè)計(jì)理念。儀器利用錘擊、電火花或爆炸等作為激發(fā)震源，勘探深度從幾米到百多米，可使用延時(shí)功能，獲取更深部地層的振動(dòng)資料。WAVE2000剪切波波速測試儀/波速儀非常適用于波速（剪切波）測試、地脈動(dòng)測量等振（震）動(dòng)測量方面的測試勘察工作，WAVE2000剪切波波速測試儀/波速儀廣泛應(yīng)用于水利、電力、鐵路、橋梁、城建、交通等領(lǐng)域工程勘察（探）工作。

WAVE2000剪切波波速測試儀/波速儀儀器性能指標(biāo)

采樣通道數(shù)：4道（3道采樣，1道觸發(fā)）

采樣點(diǎn)數(shù)： 512、1024、2048、4096（ 地脈動(dòng)測量樣點(diǎn)大64K）

采樣間隔： 小30μs，連續(xù)可調(diào)

通頻帶：0.5Hz～4000Hz

延 時(shí)：0～500ms

外觀：鋁合金豪華主機(jī)箱，內(nèi)置工業(yè)級(jí)控制微機(jī)

顯示屏：640×480點(diǎn)陣液晶顯示屏（TFT真彩超亮）

工作溫度：-10℃～＋50℃

供電電源：交流220V50Hz，直流12V

儀器具有良好的抗振、防潮、防塵性能

第二章 剪切波測試概論

彈性波在地層介質(zhì)中的傳播，可分為壓縮波（P波）和剪切波（S波），剪切波的垂直分量為SV波，水平分量為SH波。在地層表面?zhèn)鞑サ拿娌ǚ譃槿鹄ǎ≧波）和樂夫波（L波），他們在介質(zhì)中傳播的速度和特性各不相同。

剪切波的測試設(shè)備分為激振系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)兩部分。

（一）   WAVE2000剪切波波速測試儀/波速儀激振系統(tǒng)：即是能產(chǎn)生大能量，穩(wěn)定性和重復(fù)性均好的剪切波振動(dòng)裝置。

常見的激振系統(tǒng)有以下三種：

1、大錘擊板法：（見圖1）該方法比較方便、實(shí)用。它是將激振木板平放在離孔口1～3m處的地面，木板規(guī)格為：長度約2.5～3m，寬度不小于40cm,厚度不小于15cm，且兩端宜包上一定厚度的鐵皮或橡膠。木板安裝時(shí)，宜埋入地面一定深度或木板底面直接嵌有一定長度的鐵腳釘直接插入土中，再在木板上壓以重物（500Kg以上，壓上大卡車雙后輪更好），使木板與地面緊密接觸，除此之外，還可以在木板的四周打入1m以上的Φ22鋼筋以加固木板，以防止敲擊時(shí)木板的滑移。再用鐵錘（或鐵球）沿板的縱向分別敲擊板的兩端，木板與地面耦合產(chǎn)生剪切力，使地層產(chǎn)生相應(yīng)方向的剪切波。

圖1大錘擊板法

2、彈簧激振法：（見圖2）它是由木板，彈簧、穿心錘等組成．試驗(yàn)前用地腳螺釘將木板固定地面，彈簧一端用地錨固定，試驗(yàn)時(shí)將穿心錘拉到一定距離后、突然放開，利用彈簧的彈力沖擊木板，使板與地面產(chǎn)生剪切力，從而使地層產(chǎn)生剪切波。這種震源裝置使用起來比較麻煩，但穩(wěn)定性，重復(fù)性都較好，激震能量也較大，一般能測較深鉆孔的波速。

3、定向爆破法：（見圖3）這種裝置類似于迫擊炮筒，將它固定在地面，*在炮筒內(nèi)爆炸后炮身的后座力使炮架與地面產(chǎn)生強(qiáng)大的剪切力，使地面產(chǎn)生剪切波。這種震源對(duì)炮筒內(nèi)藥室的形狀有一定的要求，以使爆炸力有較好的集中性與指向性。激振力的大小可由裝藥量控制，這種震源使用起來也比較麻煩，還存在一定的安全性，所以一般只在深孔波速測試時(shí)才使用。

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（二)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：由孔內(nèi)三分量檢波器與WAVE系列場地振動(dòng)測試儀組成，WAVE2000場地振動(dòng)測試儀有4道數(shù)據(jù)采集通道，其中CH4用來拾取外觸發(fā)信號(hào)，CH1～CH3用來拾取剪切波振動(dòng)信號(hào)。

（三）WAVE2000剪切波波速測試儀/波速儀現(xiàn)場測試

現(xiàn)場測試如圖4所示。

1-場地振動(dòng)測試儀

2-重物

3-木板

4-外觸發(fā)傳感器

5-三分量探頭

6-探頭信號(hào)傳輸線

7-外觸發(fā)傳感器信號(hào)線

8-鋼絲繩（或尼龍繩）

圖4   單孔波速測試示意圖

WAVE2000剪切波波速測試儀/波速儀測試步驟：

1、平整場地，使激振板離測試孔的水平距離為1～3m，上壓重物500Kg以上或?qū)⒖ㄜ囯p后輪壓在木板上；

2、將外觸發(fā)傳感器（一般用錐形桿38Hz地震速度檢波器）插入激振板中間地面，緊靠激振板，信號(hào)線另一端與儀器的CH4通道聯(lián)接；

3、將三分量檢波器信號(hào)線接頭與儀器的數(shù)據(jù)總線接口連接，并開機(jī)在地表實(shí)測幾次，檢查一下整個(gè)測試系統(tǒng)是否正常；

4、將鋼絲繩（或尼龍繩）與探頭吊環(huán)連接好；

5、將探頭放入孔內(nèi)某一位置，測試時(shí)，提繩宜緊貼孔壁拉住探頭，電纜處于松弛狀態(tài)，防止電纜的振動(dòng)影響測試結(jié)果；

6、參數(shù)設(shè)置：采樣間隔和延遲時(shí)間宜隨測孔的深度變化而有所改變，一般以能讀到初至?xí)r間為準(zhǔn)，采樣間隔宜小不宜大；出廠默認(rèn)的采樣間隔為200us（適合20米以內(nèi)測試）。

7、用適宜的鐵錘水平敲擊木板的一端，地表產(chǎn)生的剪切波經(jīng)地層傳播，由孔內(nèi)三分量檢波器的水平向檢波器接收SH波信號(hào)，然后反向敲擊木板的另一端，孔內(nèi)三分量水平向檢波器同樣接收來自相反方向的SH波信號(hào)，通過正反兩方向的實(shí)測波形，找出波形交叉點(diǎn)，讀取初至波傳播時(shí)間；

8、一點(diǎn)測完后,用提升繩上拉或下放探頭，到待測點(diǎn)位置停下，再進(jìn)行第二點(diǎn)測試，測完后繼續(xù)往上拉或下放。重復(fù)以上步驟，依此進(jìn)行逐個(gè)點(diǎn)測試，直至測試點(diǎn)完成。

9、縱波波速的測試與SH波的測試有所不同，其振動(dòng)頻率更快，采樣間隔較小，敲擊時(shí)應(yīng)豎向敲擊放在孔口的鐵板或木板。

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