管波探测法在工程中的应用
2021-04-15
工程技术研究 2021年5期
中铁第六勘察设计院集团有限公司,天津 300308
相较于传统孔中物探方法(如跨孔CT法、孔中地质雷达法等),管波探测法具有可靠性高、分辨能力强、易于解释、设备轻便等优点,近年来被广泛应用于灰岩地区嵌岩桩基础的岩溶探测[1]和基桩完整性检测[2-3],可以有效弥补传统物探方法的不足,已经被列入行业标准《城市工程地球物理探测标准》(CJJ/T 7—2017)。管波探测法由广东省地质物探工程勘察院饶其荣、李学文于2003年提出,同年申请国家发明专利[4]。管波探测法具有良好的应用效果和前景,但是其应用仍然存在一定局限性。文章结合管波探测实际工程案例,对其应用效果进行探讨。
1 管波探测法概述
在液体填充的孔内及孔壁上,广义的瑞利波沿孔的轴向传播,称作管波[5]。常见的管波有斯通利波和准瑞利波两种类型,和其他类型的波动一样,管波在孔中传播过程中,除了在孔径变化、孔底和孔液表面处产生反射,在管波有效探测范围内的任何波阻抗变化界面会也发生发射。管波探测法就是通过分析反射管波的波幅特征,探测波阻抗差异界面,通过对界面的解释,推断孔旁溶洞或软弱夹层的发育情况。管波探测法的有效探测半径为1.0~2.0m,可分辨大于0.3m的孔旁洞穴,对洞穴的垂向定位误差小于0.3m,具有非常高的探测精度。
管波探测法的探测装置如图1所示。将发射仪的发射换能器和记录仪的接收换能器按固定间隔放入测试钻孔中,在某一深度位置,发射仪发射同一主频的脉冲信号,发射换能器产生的震动与孔液作用,在孔液和孔壁上产生管波,记录仪同步记录接收换能器输出的振动信号。……
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