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工作，有關部門已制定和頒布了相關的法規(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法》并實行以預防為主的方針，根據(jù)中華人民共和國《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011－2010）及《工程場地地震安全性評價技術規(guī)范》（GB17741－1999）的要求，在選擇建筑場地時，應根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況、工程地質和地震地質的有關資料，對抗震有利、不利和危險地段做出綜合評價。建筑所在地區(qū)遭受的地震影響，應采用相應于抗震設防烈度的設計基本地震加速度和設計特征周期來表征。建筑的設計特征周期應根據(jù)其所在地的設計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。正因為如此，要劃分構筑物（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，則必須對場地地基土的有關動力參數(shù)：剪切波速Vs、壓縮波速Vp等進行測試。同時還可據(jù)有關理論，進一步計算出土層的動彈性模量Ed、動剪切模量Gd、動泊松比Ud和體積模量K等有關參數(shù)。

WAVE2000剪切波波速測試儀/波速儀，是我公司依據(jù)相關規(guī)范與標準，總結了國內外有關產(chǎn)品的經(jīng)驗及技術特性結合我國實際測試的現(xiàn)狀研制的新一代場地振動測試儀器，它既融入了現(xiàn)場測試的寶貴經(jīng)驗，又吸納了當今新電子技術和工程儀器設計理念。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，可使用延時功能，獲取更深部地層的振動資料。WAVE2000剪切波波速測試儀/波速儀非常適用于波速（剪切波）測試、地脈動測量等振（震）動測量方面的測試勘察工作，WAVE2000剪切波波速測試儀/波速儀廣泛應用于水利、電力、鐵路、橋梁、城建、交通等領域工程勘察（探）工作。

WAVE2000剪切波波速測試儀/波速儀儀器性能指標

采樣通道數(shù)：4道（3道采樣，1道觸發(fā)）

采樣點數(shù)： 512、1024、2048、4096（ 地脈動測量樣點大64K）

采樣間隔： 小30μs，連續(xù)可調

通頻帶：0.5Hz～4000Hz

延 時：0～500ms

外觀：鋁合金豪華主機箱，內置工業(yè)級控制微機

顯示屏：640×480點陣液晶顯示屏（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），他們在介質中傳播的速度和特性各不相同。

剪切波的測試設備分為激振系統(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)定性和重復性均好的剪切波振動裝置。

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，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．試驗前用地腳螺釘將木板固定地面，彈簧一端用地錨固定，試驗時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，*在炮筒內爆炸后炮身的后座力使炮架與地面產(chǎn)生強大的剪切力，使地面產(chǎn)生剪切波。這種震源對炮筒內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才使用。

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（二)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：由孔內三分量檢波器與WAVE系列場地振動測試儀組成，WAVE2000場地振動測試儀有4道數(shù)據(jù)采集通道，其中CH4用來拾取外觸發(fā)信號，CH1～CH3用來拾取剪切波振動信號。

（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-探頭信號傳輸線

7-外觸發(fā)傳感器信號線

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以上或將卡車雙后輪壓在木板上；

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，信號線另一端與儀器的CH4通道聯(lián)接；

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

4、將鋼絲繩（或尼龍繩）與探頭吊環(huán)連接好；

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

6、參數(shù)設置：采樣間隔和延遲時間宜隨測孔的深度變化而有所改變，一般以能讀到初至時間為準，采樣間隔宜小不宜大；出廠默認的采樣間隔為200us（適合20米以內測試）。

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，由孔內三分量檢波器的水平向檢波器接收SH波信號，然后反向敲擊木板的另一端，孔內三分量水平向檢波器同樣接收來自相反方向的SH波信號，通過正反兩方向的實測波形，找出波形交叉點，讀取初至波傳播時間；

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

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

關鍵詞：場地振動測試儀/剪切波波速測試儀/波速測試儀/波速儀/波速測井儀/剪切波/波速/測井儀/剪切波探頭/剪切波三分量探頭/三分量探頭（剪切波速測試）/三分量檢波器/井中三分量檢波器/剪切波速探頭/地震儀

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